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WO2025041370A1 - 光検出装置および電子機器 - Google Patents

光検出装置および電子機器 Download PDF

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Publication number
WO2025041370A1
WO2025041370A1 PCT/JP2024/008972 JP2024008972W WO2025041370A1 WO 2025041370 A1 WO2025041370 A1 WO 2025041370A1 JP 2024008972 W JP2024008972 W JP 2024008972W WO 2025041370 A1 WO2025041370 A1 WO 2025041370A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
photoelectric conversion
pixel
conversion element
wavelength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/008972
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
俊介 笠嶋
一平 葭葉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Semiconductor Solutions Corp
Original Assignee
Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Semiconductor Solutions Corp filed Critical Sony Semiconductor Solutions Corp
Publication of WO2025041370A1 publication Critical patent/WO2025041370A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors

Definitions

  • This disclosure relates to a light detection device and electronic equipment.
  • a light detection device includes an optical layer having a plurality of structures arranged in a first direction, a plurality of first pixels each having a first photoelectric conversion element that receives light of a first wavelength through the optical layer, and a plurality of second pixels each having a second photoelectric conversion element that receives light of a second wavelength through the optical layer.
  • the spacing between the first pixels is different from the spacing between the second pixels.
  • the light receiving area of the first photoelectric conversion element is different from the light receiving area of the second photoelectric conversion element.
  • a light detection device includes an optical layer having a plurality of structures arranged in a first direction, a plurality of first pixels each having a first photoelectric conversion element that receives light of a first wavelength through the optical layer, and a plurality of second pixels each having a second photoelectric conversion element that receives light of a second wavelength through the optical layer.
  • the spacing between the first pixels is different from the spacing between the second pixels.
  • the first pixels have a first light-shielding member provided between the optical layer and the first photoelectric conversion element and having a first opening through which light is incident.
  • the second pixels have a second light-shielding member provided between the optical layer and the second photoelectric conversion element and having a second opening through which light is incident.
  • a photodetector includes an optical layer having a plurality of structures arranged in a first direction, a first pixel having a first lens and a first photoelectric conversion element that receives light of a first wavelength through the optical layer and the first lens, and a second pixel having a second lens and a second photoelectric conversion element that receives light of a second wavelength through the optical layer and the second lens, wherein the size of the first lens is different from the size of the second lens.
  • a photodetector includes an optical layer having a plurality of structures arranged in a first direction, a first pixel having a first filter and a first photoelectric conversion element that receives light of a first wavelength through the optical layer and the first filter, and a second pixel having a second filter and a second photoelectric conversion element that receives light of a second wavelength through the optical layer and the second filter, the first filter and the second filter having different thicknesses or materials.
  • An electronic device includes an optical system and a photodetector that receives light transmitted through the optical system.
  • the photodetector includes an optical layer having a plurality of structures arranged in a first direction, a plurality of first pixels each having a first photoelectric conversion element that receives light of a first wavelength through the optical layer, and a plurality of second pixels each having a second photoelectric conversion element that receives light of a second wavelength through the optical layer.
  • the spacing between the first pixels is different from the spacing between the second pixels.
  • the light receiving area of the first photoelectric conversion element is different from the light receiving area of the second photoelectric conversion element.
  • An optical detection device includes an optical layer having a plurality of first structures arranged in a first direction, a first photoelectric conversion element provided in a semiconductor layer, a first filter provided between the optical layer and the first photoelectric conversion element and transmitting light of a first wavelength, and a first light-guiding member provided between the first filter and the first photoelectric conversion element and guiding light incident through the optical layer and the first filter to the first photoelectric conversion element.
  • an electronic device includes an optical system and a photodetector that receives light transmitted through the optical system.
  • the photodetector includes an optical layer having a plurality of first structures arranged to be aligned in a first direction, a first photoelectric conversion element provided in a semiconductor layer, a first filter provided between the optical layer and the first photoelectric conversion element and transmitting light of a first wavelength, and a first light guiding member provided between the first filter and the first photoelectric conversion element and guiding light incident through the optical layer and the first filter to the first photoelectric conversion element.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a schematic configuration of an imaging device which is an example of a light detection device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a circuit configuration of a pixel of the imaging device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a planar configuration of the imaging device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional configuration of the imaging device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5A is a diagram for explaining an example of a planar configuration of a light guiding section of the imaging device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a schematic configuration of an imaging device which is an example of a light detection device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a circuit configuration of a
  • FIG. 5B is a diagram for explaining an example of a planar configuration of the light guiding section of the imaging device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a configuration example of the imaging device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8A is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8B is a diagram for explaining a configuration example of the imaging device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8C is a diagram for explaining a configuration example of the imaging device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8A is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8B is a diagram for explaining a configuration example of the imaging device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8C is
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of quantum efficiency of a pixel of an imaging device according to a comparative example of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the quantum efficiency of a pixel of the imaging device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11A is a diagram for explaining another configuration example of the photodetector according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11B is a diagram for explaining another configuration example of the photodetector according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11C is a diagram for explaining another configuration example of the photodetector according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a planar configuration of an imaging device according to the first modification of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a planar configuration of an imaging device according to the first modification of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to the first modification of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of quantum efficiency of a pixel of an imaging device according to a comparative example of the present disclosure.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the quantum efficiency of a pixel of an imaging device according to the first modification of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a planar configuration of an imaging device according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining another configuration example of the imaging device according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a planar configuration of an imaging device according to the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 22 is a diagram for explaining another configuration example of the imaging device according to the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to a fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 24 is a diagram for explaining another configuration example of the imaging device according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to a fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 26 is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to a fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional configuration at different image height positions of an imaging device according to a fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 28 is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to a fifth embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. FIG. FIG.
  • FIG. 29 is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to a fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 30 is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to a fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 31 is a diagram for explaining an example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to a fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 32 is a diagram for explaining an example of a planar configuration of an imaging device according to the fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 33 is a diagram for explaining an example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to a fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 30 is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to a fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 31 is a diagram for explaining an example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to a fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 32 is a diagram for explaining an example of a planar configuration of an imaging device according to
  • First embodiment 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of an imaging device which is an example of a light detection device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • the light detection device is a device capable of detecting incident light.
  • the imaging device 1 which is a light detection device has a plurality of pixels P each having a photoelectric conversion unit (photoelectric conversion element) and is configured to perform photoelectric conversion of the incident light to generate a signal.
  • the imaging device 1 captures incident light (image light) from a subject to be measured via an optical system including an optical lens.
  • the imaging device 1 captures an image of the subject formed by the optical lens.
  • the imaging device 1 can generate pixel signals by photoelectrically converting the received light (e.g. visible light, infrared light, etc.).
  • the imaging device 1, which is a light detection device, is a device that can receive incident light and generate a signal, and can also be called a light receiving device.
  • a plurality of control lines Lread are wired to the pixel section 100 for each pixel row made up of a plurality of pixels P arranged in the horizontal direction (row direction).
  • the control lines Lread are configured to transmit control signals for reading out signals from the pixels P.
  • the control lines Lread can also be considered drive lines (pixel drive lines) that transmit signals that drive the pixels P.
  • the signal line VSL is a signal line capable of transmitting a signal from a pixel P, and is connected to the pixel P of the pixel unit 100 and the signal processing unit 112.
  • the pixel unit 100 for example, one or more signal lines VSL are wired for each pixel column composed of multiple pixels P lined up in the vertical direction (column direction).
  • the signal line VSL is configured to be able to transmit a signal output from the pixel P.
  • multiple signal lines VSL may be provided for one pixel column.
  • the imaging device 1 may have multiple signal lines VSL for each pixel column.
  • the pixel control unit 111 is configured to be able to control each pixel P of the pixel unit 100.
  • the pixel control unit 111 is a control circuit and is configured with multiple circuits including, for example, a buffer, a shift register, an address decoder, etc.
  • the pixel control unit 111 generates signals for controlling the pixels P and outputs them to each pixel P of the pixel unit 100 via the control line Lread.
  • the pixel control unit 111 is controlled by the control unit 113 and controls the pixels P of the pixel unit 100.
  • the processing unit 114 is configured to be able to perform signal processing on the input signal.
  • the processing unit 114 is a processing circuit, and is configured, for example, by a circuit that performs various types of signal processing on pixel signals.
  • the processing unit 114 may include a processor and a memory.
  • the processing unit 114 performs signal processing on pixel signals input from the signal processing unit 112, and outputs the processed pixel signals.
  • the processing unit 114 can perform various types of signal processing, for example, noise reduction processing, tone correction processing, etc.
  • the control unit 113 is configured to be able to control each unit of the imaging device 1.
  • the control unit 113 receives an externally provided clock, data instructing the operation mode, etc., and can also output data such as internal information of the imaging device 1.
  • the control unit 113 is a control circuit, and has, for example, a timing generator configured to be able to generate various timing signals.
  • the control unit 113 performs drive control of the pixel control unit 111, the signal processing unit 112, etc., based on the various timing signals (pulse signals, clock signals, etc.) generated by the timing generator.
  • the pixel section 100, pixel control section 111, signal processing section 112, etc. described above may be provided on a single substrate.
  • the pixel control section 111, signal processing section 112, control section 113, processing section 114, etc. may be provided on a single semiconductor substrate, or may be provided separately on multiple semiconductor substrates.
  • the imaging device 1 may have a layered structure formed by stacking multiple substrates. Some or all of the signal processing section 112, control section 113, and processing section 114 may be configured integrally.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a circuit configuration of a pixel of the imaging device according to the first embodiment.
  • the pixel P has a photoelectric conversion unit 12 (photoelectric conversion element) and a readout circuit 20.
  • the photoelectric conversion unit 12 is configured to receive light and generate a signal.
  • the readout circuit 20 is configured to be capable of outputting a signal based on charges photoelectrically converted.
  • the readout circuit 20 can read out a pixel signal based on the charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit 12.
  • the read circuit 20 includes, as an example, a transistor TRG, a floating diffusion FD, a transistor AMP, a transistor SEL, and a transistor RST.
  • the transistors TRG, AMP, SEL, and RST are each MOS transistors (MOSFETs) having gate, source, and drain terminals.
  • the transistors TRG, AMP, SEL, and RST are each composed of an NMOS transistor.
  • the transistor of pixel P may be composed of a PMOS transistor.
  • the transistor TRG is a transfer transistor and is configured to be able to transfer the charge photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit 12 to the floating diffusion FD.
  • the transistor TRG is controlled by a signal STRG, and electrically connects or disconnects the photoelectric conversion unit 12 and the floating diffusion FD.
  • the transistor TRG can transfer the charge photoelectrically converted and accumulated by the photoelectric conversion unit 12 to the floating diffusion FD.
  • the floating diffusion FD is an accumulation section and is configured to be able to accumulate the transferred charge.
  • the floating diffusion FD can accumulate the charge photoelectrically converted by the photoelectric conversion section 12.
  • the floating diffusion FD can also be said to be a retention section capable of retaining the transferred charge.
  • the floating diffusion FD accumulates the transferred charge and converts it into a voltage according to the capacity of the floating diffusion FD.
  • the transistor AMP is configured to generate and output a signal based on the charge accumulated in the floating diffusion FD.
  • the transistor AMP is an amplifying transistor, and can generate and output a signal based on the charge converted by the photoelectric conversion unit 12.
  • the gate of the transistor AMP is electrically connected to the floating diffusion FD, and the voltage converted by the floating diffusion FD is input.
  • the drain of the transistor AMP is connected to a power supply line that supplies the power supply voltage VDD.
  • the source of the transistor AMP is connected to the signal line VSL via the transistor SEL.
  • the transistor AMP is configured to generate a signal based on the charge stored in the floating diffusion FD, i.e., a signal based on the voltage of the floating diffusion FD, and output it to the signal line VSL.
  • the transistor SEL is configured to be capable of controlling the output of a pixel signal.
  • the transistor SEL is electrically connected in series with the transistor AMP.
  • the transistor SEL is controlled by a signal SSEL, and is configured to be capable of outputting a signal from the transistor AMP to a signal line VSL.
  • the transistor SEL is a selection transistor, and can control the output timing of the pixel signal.
  • the transistor RST is configured to be able to reset the voltage of the floating diffusion FD.
  • the transistor RST is electrically connected to a power supply line to which a power supply voltage VDD is applied, and is configured to reset the charge of the pixel P.
  • the transistor RST is a reset transistor.
  • the pixel control unit 111 (see FIG. 1) of the imaging device 1 supplies control signals to the gates of the transistors TRG, SEL, RST, etc. of each pixel P via the control line Lread described above, turning the transistors on (conducting) or off (non-conducting).
  • the multiple control lines Lread for each pixel row of the imaging device 1 include, for example, a wiring line that transmits a signal STRG that controls the transistor TRG, a wiring line that transmits a signal SSEL that controls the transistor SEL, a wiring line that transmits a signal SRST that controls the transistor RST, etc.
  • the readout circuit 20 may be configured to be able to change the conversion efficiency (gain) when converting charge into voltage.
  • the readout circuit 20 may have a switching transistor used to set the conversion efficiency.
  • the switching transistor is electrically connected between the floating diffusion FD and the transistor RST.
  • the semiconductor layer 10 is composed of a semiconductor substrate, for example, a Si (silicon) substrate.
  • the semiconductor layer 10 may be an SOI (silicon on insulator) substrate, a SiGe (silicon germanium) substrate, a SiC (silicon carbide) substrate, or the like.
  • the semiconductor layer 10 may be composed of a III-V group compound semiconductor material, or may be formed using other semiconductor materials.
  • a plurality of photoelectric conversion units 12 are provided along the faces 11S1 and 11S2 of the semiconductor layer 10.
  • a plurality of photoelectric conversion units 12 are embedded in the semiconductor layer 10.
  • the photoelectric conversion units 12 are provided between the faces 11S1 and 11S2 of the semiconductor layer 10.
  • the photoelectric conversion units 12 photoelectrically convert light incident through the optical layer 70 and the insulating layer 80.
  • the photoelectric conversion units 12 can also be called a photoelectric conversion layer.
  • the multi-layer wiring layer 90 is provided by stacking on the semiconductor layer 10.
  • the multi-layer wiring layer 90 includes, for example, a conductor film and an insulating film, and has multiple wirings and vias (VIAs), etc.
  • the multi-layer wiring layer 90 has a configuration in which multiple wirings are stacked via an insulating film serving as an interlayer insulating film (interlayer insulating layer).
  • the multi-layer wiring layer 90 includes, for example, two or more layers, or three or more layers of wirings.
  • the insulating layer 80 is provided between the optical layer 70, in which the light guide section 60 is provided, and the semiconductor layer 10.
  • the insulating layer 80 is a spacer layer.
  • the insulating layer 80 is formed so as to be laminated on the semiconductor layer 10.
  • the insulating layer 80 is formed using an insulating film such as an oxide film, a nitride film, or an oxynitride film.
  • the separation portion 30 may be formed in the semiconductor layer 10 so as to surround the photoelectric conversion portion 12 of each pixel P.
  • the separation portion 30 may be provided so as to penetrate the semiconductor layer 10. That is, the separation portion 30 may be formed so as to reach the surface 11S2 of the semiconductor layer 10.
  • the separation portion 30 may also be referred to as a pixel separation portion or a pixel separation wall.
  • An insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or an aluminum oxide film, is provided in the trench of the isolation unit 30.
  • the trench of the isolation unit 30 may be filled with polysilicon, a metal material, or other insulating material.
  • the isolation unit 30 may be composed of a semiconductor region (a p-type semiconductor region or an n-type semiconductor region) formed by ion implantation.
  • the separation section 30 may be formed using other insulating materials having a low refractive index.
  • a gap may be provided within the trench of the separation section 30.
  • the separation section 30 is provided to prevent the charge photoelectrically converted in the photoelectric conversion section 12 of the pixel P from leaking to the surrounding pixels P (or photoelectric conversion sections 12). It also prevents unnecessary light from leaking to the surrounding pixels P, and can prevent, for example, color mixing.
  • the light-shielding member 40 is a light-shielding portion (light-shielding film) made of a material that blocks light, and is provided on the surface 11S1 side of the semiconductor layer 10.
  • the light-shielding member 40 is provided in the insulating layer 80 and is located on the surface 11S1 of the semiconductor layer 10.
  • the light-shielding member 40 is provided, for example, around the photoelectric conversion section 12 in the insulating layer 80. It can also be said that the light-shielding member 40 is disposed by replacing a part of the insulating layer 80.
  • the insulating layer 80 is formed so as to cover the light-shielding member 40, and is provided so as to fill the opening 45.
  • the imaging device 1 may have at least one of a fixed charge film and an anti-reflection film on the surface 11S1 side of the semiconductor layer 10.
  • the fixed charge film and the anti-reflection film are made of a metal compound (metal oxide, metal nitride, etc.) and can also be called a metal compound layer.
  • the fixed charge film and anti-reflection film are provided, for example, between the semiconductor layer 10 and the insulating layer 80.
  • the fixed charge film is a film having a fixed charge, and can be formed using a high dielectric material.
  • the fixed charge film is made of a metal oxide such as hafnium oxide or aluminum oxide.
  • the fixed charge film is, for example, a film having a negative fixed charge.
  • the fixed charge film is provided to suppress the generation of dark current at the interface of the semiconductor layer 10.
  • the fixed charge film may be formed of another metal oxide film, or may be formed using a metal nitride film or a metal oxynitride film.
  • a film having a positive fixed charge may be provided as the fixed charge film.
  • the anti-reflection film may be made of an insulating material such as silicon nitride (SiN), silicon oxide (SiO), or aluminum oxide (AlO), or may be made of other materials.
  • the insulating layer 80 may be made to include at least one of a fixed charge film and an anti-reflection film.
  • the optical layer 70 of the imaging device 1 is provided above the photoelectric conversion unit 12, for example, as shown in the example in FIG. 4.
  • Light from a subject that is the object to be measured is incident on the optical layer 70.
  • light that has passed through an optical system such as an imaging lens is incident on the multiple structures 51 of the optical layer 70.
  • the structures 51 are structures whose size is equal to or smaller than a predetermined wavelength of the incident light.
  • the optical layer 70 (or the light guide section 60) has a plurality of structures 51 that are nanostructures, and is configured to guide light from the measurement target to the photoelectric conversion section 12.
  • the structures 51 have, for example, a size equal to or smaller than the wavelength range of the light to be measured.
  • the structures 51 may have a size equal to or smaller than the wavelength range of visible light, or may have a size equal to or smaller than the wavelength range of infrared light.
  • the structures 51 are, for example, columnar (pillar-shaped) structures. As an example, the structures 51 have a cylindrical shape.
  • the multiple structures 51 of the optical layer 70 are arranged side by side in the left-right direction (X-axis direction) of the page, sandwiching a part of the filling member 55.
  • the shape of the structures 51 can be changed as appropriate, and may be a circle or a square in a plan view.
  • the shape of the structures 51 may be a polygon, an ellipse, a cross, or any other shape.
  • the optical layer 70 has a filling member 55 provided around the structures 51.
  • the filling member 55 is provided in the optical layer 70 so as to fill the periphery of the structures 51.
  • the filling member 55 is formed on the insulating layer 80 so as to fill the spaces between adjacent structures 51.
  • the filling member 55 can also be called a protective member (protective layer).
  • the filling member 55 may be formed so as to cover the structures 51.
  • the filling member 55 may be formed so as to cover the entirety of the plurality of structures 51. It can also be said that the structures 51 are provided within the filling member 55 and are disposed by replacing a portion of the filling member 55.
  • the optical layer 70 is configured, for example, as a spectroscopic layer that splits light.
  • the optical layer 70 is configured, for example, to impart a phase delay to incident light and guide the light.
  • a plurality of structures 51 are arranged so as to impart a desired phase profile to the incident light.
  • the plurality of structures 51 are arranged so as to be aligned in the X-axis direction and the Y-axis direction in a planar view, as in the example shown in FIG. 5A or FIG. 5B.
  • the material, size, arrangement number, etc. of the structures 51 are determined so that light of a specific wavelength band to be detected branches off and travels to the photoelectric conversion unit 12 of the desired pixel P.
  • the size, arrangement interval, etc. of the structures 51 in the pixel P of each color are set to obtain a desired light collection range for each color pixel P.
  • the structures 51 of the light guide unit 60 of each pixel Pr, pixel Pg, pixel Pb can be formed so that their sizes (e.g. width, height), arrangement positions, etc. are different.
  • the optical layer 70 of the imaging device 1 imparts different phase delays to light in multiple wavelength ranges, for example, light in the first wavelength range to the third wavelength range.
  • the imaging device 1 it is possible to separate light incident on the optical layer 70 into light in the first wavelength range, light in the second wavelength range, and light in the third wavelength range.
  • FIGS. 6 and 7 are diagrams for explaining an example configuration of an imaging device according to a first embodiment.
  • FIG. 6 illustrates pixel Pb, which is a B pixel, and pixel Pg, which is a G pixel.
  • FIG. 7 illustrates pixel Pg, which is a G pixel, and pixel Pr, which is an R pixel.
  • dashed arrow Lb typically represents blue light.
  • Solid arrow Lg typically represents green light
  • dashed arrow Lr typically represents red light.
  • the light guiding section 60 of pixel Pg is configured to be able to propagate, of the incident light, green (G) light to the photoelectric conversion section 12 of that pixel Pg, and blue (B) light to the photoelectric conversion section 12 of pixel Pb.
  • the light guiding section 60 of pixel Pg is also configured to propagate, of the incident light, red (R) light to the photoelectric conversion section 12 of pixel Pr.
  • the light guiding section 60 of pixel Pg splits the incident light, and guides, of the incident light, light in the blue wavelength range toward pixel Pb, and light in the red wavelength range toward pixel Pr.
  • the multiple pixels surrounding pixel Pg guide the green wavelength light of the incident light toward pixel Pg.
  • the green light incident on pixel Pg and the green light incident on each of the pixels surrounding pixel Pg can be concentrated on the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pg.
  • the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pg can efficiently receive light in the green wavelength range and perform photoelectric conversion, generating an electric charge according to the amount of light received.
  • the multiple pixels surrounding pixel Pr guide the red wavelength light of the incident light toward pixel Pr.
  • the red light incident on pixel Pr and the red light incident on each of the pixels surrounding pixel Pr can be concentrated on the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pr.
  • the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pr can efficiently receive light in the red wavelength range and perform photoelectric conversion, thereby generating an electric charge according to the amount of light received.
  • light to be detected can be collected within pixel P from pixels surrounding pixel P.
  • Light can be collected from an area larger than the size of one pixel, and the amount of light received by the photoelectric conversion unit 12 of pixel P can be increased.
  • Light can be efficiently guided to the photoelectric conversion unit 12, improving quantum efficiency (QE). It becomes possible to improve sensitivity to incident light.
  • QE quantum efficiency
  • each pixel P of the imaging device 1 can receive the light incident through the structure 51 of the light-guiding section 60 and generate a pixel signal.
  • the imaging device 1 can generate image data representing the subject image using the pixel signal obtained by photoelectric conversion in each pixel P.
  • the imaging device 1 can generate image data (distance image data) related to the distance to an object using the pixel signal of each pixel.
  • the light guide section 60 having the structure 51 can appropriately guide light in any wavelength range to the photoelectric conversion section 12 side. It is possible to improve the sensitivity to incident light.
  • the photoelectric conversion units of pixels of each color have the same light receiving area, there is a risk that the amount of light incident on the photoelectric conversion unit for each pixel of each color will differ greatly depending on the distance between pixels of the same color, the characteristics of the metasurface layer, etc. It is conceivable that the difference between the sensitivity of a pixel of a certain color and the sensitivity of pixels of other colors will become large. For example, as shown in Figure 9, the quantum efficiency of each of the R pixels, G pixels, and B pixels will differ greatly.
  • the quantum efficiency of the G pixel is significantly different from the quantum efficiency of the R pixel (or B pixel).
  • the quantum efficiency of the R pixel or B pixel.
  • differences in the distance between pixels of the same color differences in the area that can receive light through the metasurface layer in the pixels of each color may occur, increasing the difference in sensitivity between the pixels. This may result in degradation of the image quality of the image generated using the signals of the pixels of each color.
  • the pixels P of each color are configured to have different sizes or structures.
  • the pixels P of each color are configured, for example, to have different light receiving areas of the photoelectric conversion units 12.
  • the light receiving area of the photoelectric conversion unit 12 of the G pixel is larger than the light receiving area of the photoelectric conversion unit 12 of the R pixel (or B pixel).
  • FIGS. 11A to 11C are diagrams for explaining another example of the configuration of the photodetector according to the first embodiment.
  • FIG. 11A to 11C show another example of the arrangement of pixels P of the pixel section 100 in the imaging device 1.
  • the imaging device 1 may be provided with a pixel Pw that receives and photoelectrically converts W (white) light, i.e., a C (clear) pixel.
  • a pixel Py that receives and photoelectrically converts light with a Ye (yellow) wavelength
  • a pixel Pc that receives and photoelectrically converts light with a Cy (cyan) wavelength may be provided.
  • the pixel that receives infrared light in a first wavelength range and performs photoelectric conversion, the pixel that receives infrared light in a second wavelength range and performs photoelectric conversion, and the pixel that receives infrared light in a third wavelength range and performs photoelectric conversion may be configured to have different sizes or structures.
  • the photodetector may be configured so that the light receiving area of the photoelectric conversion unit differs for each type of pixel.
  • the photodetector includes an optical layer (optical layer 70) having a plurality of structures (structures 51) arranged in a first direction (e.g., the X-axis direction), a plurality of first pixels (e.g., pixel Pg), each having a first photoelectric conversion element that receives light of a first wavelength through the optical layer, and a plurality of second pixels (e.g., pixel Pb), each having a second photoelectric conversion element that receives light of a second wavelength through the optical layer.
  • the spacing between the first pixels is different from the spacing between the second pixels.
  • the light receiving area of the first photoelectric conversion element is different from the light receiving area of the second photoelectric conversion element.
  • an optical layer 70 having a plurality of structures 51 is provided.
  • the distance between the pixels Pg is different from the distance between the pixels Pb.
  • the light receiving area of the photoelectric conversion unit 12 of the pixel Pg is different from the light receiving area of the photoelectric conversion unit 12 of the pixel Pb.
  • Fig. 12 is a diagram showing an example of a planar configuration of an imaging device according to a first modification of the present disclosure.
  • Fig. 13 is a diagram showing an example of a cross-sectional configuration of the imaging device according to the first modification.
  • Pixel Pr may be configured so that the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pr has a light receiving area larger than the light receiving area of the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pg.
  • pixel Pb may be configured so that the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pb has a light receiving area larger than the light receiving area of the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pg.
  • the size of the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pr is larger than the size of the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pg, and the light receiving area of the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pr is larger than the light receiving area of the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pg.
  • the width of the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pr in the X-axis direction (or Y-axis direction) is larger than the width of the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pg.
  • the size of the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pb is larger than the size of the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pg, and the light receiving area of the photoelectric conversion unit 12 in pixel Pb is larger than the light receiving area of the photoelectric conversion unit 12 in pixel Pg.
  • the width in the X-axis direction (or Y-axis direction) of the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pb is larger than the width of the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pg.
  • the quantum efficiency of each of the R pixels, G pixels, and B pixels will differ significantly, as shown in Figure 14.
  • the quantum efficiency of the R pixel (or B pixel) is smaller than that of the G pixel.
  • the light receiving area of the photoelectric conversion unit 12 of the R pixel may be larger than the light receiving area of the photoelectric conversion unit 12 of the G pixel.
  • the difference in quantum efficiency between the R pixel, G pixel, and B pixel can be reduced. This makes it possible to prevent the image quality from deteriorating.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of the planar configuration of an imaging device according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 17 and 18 are diagrams showing an example of the cross-sectional configuration of an imaging device according to the second embodiment.
  • the openings 45 in the light-shielding member 40 of each pixel P may be configured to have different sizes.
  • the photoelectric conversion units 12 of the pixels P of each color may all be the same size.
  • the imaging device 1 is configured, for example, so that the openings 45 (width, area, etc.) of the light-shielding member 40 are different for each type of pixel P.
  • the area over which the photoelectric conversion unit 12 receives light varies depending on the size of the openings 45.
  • the photoelectric conversion unit 12 of the pixel P of each color can have a light-receiving area corresponding to the size of the openings 45 of that pixel P.
  • the size of the opening 45 provided for pixel Pg may be larger than the size of the opening 45 provided for pixel Pb. It can also be said that the light-shielding member having the opening 45 in pixel Pg (referred to as light-shielding member 40g) and the light-shielding member having the opening 45 in pixel Pb (referred to as light-shielding member 40b) have different areas (opening areas).
  • the size of the opening 45 provided for pixel Pg may be larger than the size of the opening 45 provided for pixel Pr. It can also be said that the light shielding member 40g having the opening 45 in pixel Pg and the light shielding member having the opening 45 in pixel Pr (referred to as light shielding member 40r) have different opening areas.
  • the width W1 of the opening 45 of the light shielding member 40g is larger than the width W2 of the opening 45 of the light shielding member 40b.
  • the area that the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pg can receive light is larger than the area that the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pb can receive light.
  • the width W1 of the opening 45 of the light shielding member 40g may be larger than the width W3 of the opening 45 of the light shielding member 40r.
  • the area that the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pg can receive light is larger than the area that the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pr can receive light.
  • the light shielding members 40g, 40b, and 40r are, for example, formed continuously and provided integrally.
  • the light shielding members 40g, 40b, and 40r may be provided integrally or separately from each other.
  • the imaging device 1 is configured so that the size of the opening 45 in the pixel P of each color is different.
  • the opening area in the pixel P of each color is adjusted, making it possible to reduce the difference in quantum efficiency between the pixels P of each color. It becomes possible to prevent degradation in the image quality of the image generated using the pixel signals of each pixel.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining another example configuration of the imaging device according to the second embodiment.
  • the size of the opening 45 provided for pixel Pg may be smaller than the size of the opening 45 provided for pixel Pb (or pixel Pr).
  • the imaging device 1 may be configured so that the opening 45 of pixel Pg has a smaller area (opening area) than the opening 45 of pixel Pb (or pixel Pr).
  • the photodetector includes an optical layer (optical layer 70) having a plurality of structures arranged in a first direction, a plurality of first pixels (e.g., pixel Pg) each having a first photoelectric conversion element that receives light of a first wavelength through the optical layer, and a plurality of second pixels (e.g., pixel Pb) each having a second photoelectric conversion element that receives light of a second wavelength through the optical layer.
  • the interval between the first pixels is different from the interval between the second pixels.
  • the first pixel has a first light-shielding member (e.g., light-shielding member 40g) provided between the optical layer and the first photoelectric conversion element and having a first opening (opening 45) through which light is incident.
  • the second pixel has a second light-shielding member (e.g., light-shielding member 40b) provided between the optical layer and the second photoelectric conversion element and having a second opening through which light is incident.
  • the width of the first opening is different from the width of the second opening.
  • the photodetector according to this embodiment includes an optical layer 70 having a plurality of structures 51, a pixel Pg having a light-shielding member 40g, and a pixel Pb having a light-shielding member 40b.
  • the width of the opening 45 of the light-shielding member 40g is different from the width of the opening 45 of the light-shielding member 40b. This makes it possible for the photodetector (imaging device 1) to appropriately improve the sensitivity of each pixel. It is possible to realize a photodetector capable of improving characteristics with respect to incident light.
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of the planar configuration of an imaging device according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of the cross-sectional configuration of an imaging device according to the third embodiment.
  • the imaging device 1 according to this embodiment has a lens 81.
  • the lens 81 (lens portion) guides light incident from above to the photoelectric conversion portion 12.
  • the lens 81 is provided above the photoelectric conversion unit 12, for example, for each pixel P or for each set of pixels P.
  • the lens 81 is formed on the light-shielding member 40 having the opening 45 in the insulating layer 80.
  • the lens 81 is a lens that collects light, and is an optical member also called an inner lens.
  • Light from the subject to be measured enters the lens 81 through the optical layer 70.
  • the lens 81 guides the light that enters through the light guide section 60 of the optical layer 70 to the photoelectric conversion section 12 side of the pixel P.
  • the photoelectric conversion section 12 of the pixel P receives the light that enters through the optical layer 70, the lens 81, and the opening 45, and performs photoelectric conversion.
  • the size of the lens 81 in each pixel P is configured to be different.
  • the imaging device 1 is configured so that the size (width, area, etc.) of the lens 81 is different for each type of pixel P.
  • the size of the lens 81 provided in pixel Pg is different from the size of the lens 81 provided in pixel Pr (or pixel Pb).
  • the size of the lens 81 of pixel Pg may be larger than the size of the lens 81 of pixel Pb, as in the example shown in FIG. 21.
  • the size of the lens 81 of pixel Pg may also be larger than the size of the lens 81 of pixel Pr.
  • the width in the X-axis direction (or Y-axis direction) and the height (thickness) in the Z-axis direction of the lens 81 of pixel Pg are set so that light is focused onto the photoelectric conversion unit 12 of pixel Pg from a wider range than that of pixel Pr (or pixel Pb).
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects information inside the vehicle.
  • a driver state detection unit 12041 that detects the state of the driver is connected.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that captures an image of the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 may calculate the driver's degree of fatigue or concentration based on the detection information input from the driver state detection unit 12041, or may determine whether the driver is dozing off.
  • FIG. 49 shows an example of the installation position of the imaging unit 12031.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the imaging units 12101 to 12104 may be a stereo camera consisting of multiple imaging elements, or an imaging element having pixels for phase difference detection.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether or not a pedestrian is present in the captured image of the imaging units 12101 to 12104. The recognition of such a pedestrian is performed, for example, by a procedure of extracting feature points in the captured image of the imaging units 12101 to 12104 as infrared cameras, and a procedure of performing pattern matching processing on a series of feature points that indicate the contour of an object to determine whether or not it is a pedestrian.
  • the audio/image output unit 12052 controls the display unit 12062 to superimpose a rectangular contour line for emphasis on the recognized pedestrian.
  • the audio/image output unit 12052 may also control the display unit 12062 to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to, for example, the imaging unit 12031.
  • the imaging device 1 or the like can be applied to the imaging unit 12031.
  • the endoscope 11100 is composed of a lens barrel 11101, the tip of which is inserted into the body cavity of the patient 11132 at a predetermined length, and a camera head 11102 connected to the base end of the lens barrel 11101.
  • the endoscope 11100 is configured as a so-called rigid scope having a rigid lens barrel 11101, but the endoscope 11100 may also be configured as a so-called flexible scope having a flexible lens barrel.
  • the tip of the tube 11101 has an opening into which an objective lens is fitted.
  • a light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the tube by a light guide extending inside the tube 11101, and is irradiated via the objective lens towards an object to be observed inside the body cavity of the patient 11132.
  • the endoscope 11100 may be a direct-viewing endoscope, an oblique-viewing endoscope, or a side-viewing endoscope.
  • the CCU 11201 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), etc., and controls the overall operation of the endoscope 11100 and the display device 11202. Furthermore, the CCU 11201 receives an image signal from the camera head 11102, and performs various image processing on the image signal, such as development processing (demosaic processing), in order to display an image based on the image signal.
  • a CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • the treatment tool control device 11205 controls the operation of the energy treatment tool 11112 for cauterizing tissue, incising, sealing blood vessels, etc.
  • the insufflation device 11206 sends gas into the body cavity of the patient 11132 via the insufflation tube 11111 to inflate the body cavity in order to ensure a clear field of view for the endoscope 11100 and to ensure a working space for the surgeon.
  • the recorder 11207 is a device capable of recording various types of information related to the surgery.
  • the printer 11208 is a device capable of printing various types of information related to the surgery in various formats such as text, images, or graphs.
  • the light source device 11203 may be controlled to change the intensity of the light it outputs at predetermined time intervals.
  • the image sensor of the camera head 11102 may be controlled to acquire images in a time-division manner in synchronization with the timing of the change in the light intensity, and the images may be synthesized to generate an image with a high dynamic range that is free of so-called blackout and whiteout.
  • the light source device 11203 may be configured to supply light of a predetermined wavelength band corresponding to special light observation.
  • special light observation for example, by utilizing the wavelength dependency of light absorption in body tissue, a narrow band of light is irradiated compared to the light irradiated during normal observation (i.e., white light), and a specific tissue such as blood vessels on the surface of the mucosa is photographed with high contrast, so-called narrow band imaging is performed.
  • fluorescence observation may be performed in which an image is obtained by fluorescence generated by irradiating excitation light.
  • excitation light is irradiated to body tissue and fluorescence from the body tissue is observed (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally injected into the body tissue and excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent is irradiated to the body tissue to obtain a fluorescent image.
  • the light source device 11203 may be configured to supply narrow band light and/or excitation light corresponding to such special light observation.
  • FIG. 51 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the camera head 11102 and CCU 11201 shown in FIG. 50.
  • the camera head 11102 has a lens unit 11401, an imaging unit 11402, a drive unit 11403, a communication unit 11404, and a camera head control unit 11405.
  • the CCU 11201 has a communication unit 11411, an image processing unit 11412, and a control unit 11413.
  • the camera head 11102 and the CCU 11201 are connected to each other via a transmission cable 11400 so that they can communicate with each other.
  • the lens unit 11401 is an optical system provided at the connection with the lens barrel 11101. Observation light taken in from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and enters the lens unit 11401.
  • the lens unit 11401 is composed of a combination of multiple lenses including a zoom lens and a focus lens.
  • the imaging unit 11402 is composed of an imaging element.
  • the imaging element constituting the imaging unit 11402 may be one (so-called single-plate type) or multiple (so-called multi-plate type).
  • each imaging element may generate an image signal corresponding to each of RGB, and a color image may be obtained by combining these.
  • the imaging unit 11402 may be configured to have a pair of imaging elements for acquiring image signals for the right eye and the left eye corresponding to 3D (dimensional) display. By performing 3D display, the surgeon 11131 can more accurately grasp the depth of the biological tissue in the surgical site.
  • 3D dimensional
  • the imaging unit 11402 does not necessarily have to be provided in the camera head 11102.
  • the imaging unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101, immediately after the objective lens.
  • the driving unit 11403 is composed of an actuator, and moves the zoom lens and focus lens of the lens unit 11401 a predetermined distance along the optical axis under the control of the camera head control unit 11405. This allows the magnification and focus of the image captured by the imaging unit 11402 to be adjusted appropriately.
  • the communication unit 11404 is configured with a communication device for transmitting and receiving various information to and from the CCU 11201.
  • the communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the imaging unit 11402 as RAW data to the CCU 11201 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11404 also receives control signals for controlling the operation of the camera head 11102 from the CCU 11201, and supplies them to the camera head control unit 11405.
  • the control signals include information on the imaging conditions, such as information specifying the frame rate of the captured image, information specifying the exposure value during imaging, and/or information specifying the magnification and focus of the captured image.
  • the above-mentioned frame rate, exposure value, magnification, focus, and other imaging conditions may be appropriately specified by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of the CCU 11201 based on the acquired image signal.
  • the endoscope 11100 is equipped with so-called AE (Auto Exposure) function, AF (Auto Focus) function, and AWB (Auto White Balance) function.
  • the camera head control unit 11405 controls the operation of the camera head 11102 based on a control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.
  • the communication unit 11411 is configured with a communication device for transmitting and receiving various information to and from the camera head 11102.
  • the communication unit 11411 receives an image signal transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11411 also transmits to the camera head 11102 a control signal for controlling the operation of the camera head 11102.
  • the image signal and the control signal can be transmitted by electrical communication, optical communication, etc.
  • the image processing unit 11412 performs various image processing operations on the image signal, which is the RAW data transmitted from the camera head 11102.
  • the control unit 11413 performs various controls related to the imaging of the surgical site, etc. by the endoscope 11100, and the display of the captured images obtained by imaging the surgical site, etc. For example, the control unit 11413 generates a control signal for controlling the driving of the camera head 11102.
  • the control unit 11413 also causes the display device 11202 to display the captured image showing the surgical site, etc., based on the image signal that has been image-processed by the image processing unit 11412. At this time, the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image using various image recognition techniques. For example, the control unit 11413 can recognize surgical tools such as forceps, specific body parts, bleeding, mist generated when the energy treatment tool 11112 is used, etc., by detecting the shape and color of the edges of objects included in the captured image. When the control unit 11413 causes the display device 11202 to display the captured image, it may use the recognition result to superimpose various types of surgical support information on the image of the surgical site. By superimposing the surgical support information and presenting it to the surgeon 11131, the burden on the surgeon 11131 can be reduced and the surgeon 11131 can proceed with the surgery reliably.
  • various image recognition techniques such as forceps, specific body parts, bleeding, mist generated when the energy treatment tool 11112 is used, etc.
  • the transmission cable 11400 that connects the camera head 11102 and the CCU 11201 is an electrical signal cable that supports electrical signal communication, an optical fiber that supports optical communication, or a composite cable of these.
  • communication is performed wired using a transmission cable 11400, but communication between the camera head 11102 and the CCU 11201 may also be performed wirelessly.
  • the technology of the present disclosure can be suitably applied to, for example, the imaging unit 11402 provided in the camera head 11102 of the endoscope 11100.
  • the technology of the present disclosure it is possible to provide a high-definition endoscope 11100.
  • an imaging device has been described as an example, but the light detection device of the present disclosure may be, for example, a device that receives incident light and converts the light into an electric charge.
  • the output signal may be a signal of image information or a signal of distance measurement information.
  • the light detection device (imaging device) may be applied to an image sensor, a distance measurement sensor, and the like. Note that the present disclosure is not limited to back-illuminated image sensors, but may also be applied to front-illuminated image sensors.
  • the optical detection device disclosed herein may also be applied as a distance measurement sensor capable of measuring distances using the Time Of Flight (TOF) method.
  • the light receiving element (photoelectric conversion unit) of each pixel may be an APD (Avalanche Photo Diode).
  • the light receiving element may be configured, for example, by a SPAD (Single Photon Avalanche Diode).
  • the optical detection device (imaging device) may also be applied as a sensor capable of detecting events, for example, an event-driven sensor (called an Event Vision Sensor (EVS), Event Driven Sensor (EDS), Dynamic Vision Sensor, etc.).
  • EVS Event Vision Sensor
  • EDS Event Driven Sensor
  • Dynamic Vision Sensor etc.
  • the photodetector of one embodiment of the present disclosure includes an optical layer having a plurality of structures, a plurality of first pixels each having a first photoelectric conversion element that receives light of a first wavelength through the optical layer, and a plurality of second pixels each having a second photoelectric conversion element that receives light of a second wavelength through the optical layer.
  • the spacing between the first pixels is different from the spacing between the second pixels.
  • the light receiving area of the first photoelectric conversion element is different from the light receiving area of the second photoelectric conversion element.
  • the photodetector of one embodiment of the present disclosure includes an optical layer having a plurality of structures, a plurality of first pixels each having a first photoelectric conversion element that receives light of a first wavelength through the optical layer, and a plurality of second pixels each having a second photoelectric conversion element that receives light of a second wavelength through the optical layer.
  • the distance between the first pixels is different from the distance between the second pixels.
  • the first pixel has a first light-shielding member provided between the optical layer and the first photoelectric conversion element and having a first opening through which light is incident.
  • the second pixel has a second light-shielding member provided between the optical layer and the second photoelectric conversion element and having a second opening through which light is incident.
  • the width of the first opening is different from the width of the second opening.
  • a third photoelectric conversion element provided in the semiconductor layer; a third filter provided between the optical layer and the third photoelectric conversion element, the third filter transmitting light of a third wavelength;
  • the first light guiding member, the second light guiding member, and the third light guiding member are each a lens that condenses light, the first filter transmits light in a green wavelength range as the light of the first wavelength, the second filter transmits light in a blue wavelength range as the second wavelength light, the third filter transmits light in a red wavelength range as the third wavelength light,
  • the first light guiding member, the second light guiding member, and the third light guiding member are each a waveguide that guides light, the first filter transmits light in a green wavelength range as the light of the first wavelength, the second filter transmits light in a blue wavelength range as the second wavelength light, the third filter transmits light in a red wavelength range as the third wavelength light,
  • the light detection device wherein a size of the first light guiding member is larger than a size of the second light guiding member and smaller than a size of the third light guiding member.
  • the first light guiding member, the second light guiding member, and the third light guiding member each have a plurality of second structures and condense incident light; the first filter transmits light in a green wavelength range as the light of the first wavelength, the second filter transmits light in a blue wavelength range as the second wavelength light, the third filter transmits light in a red wavelength range as the third wavelength light,
  • the optical detection device described in (33) wherein a proportion of the second structure in the first light guiding member is greater than a proportion of the second structure in the second light guiding member and is smaller than a proportion of the second structure in the third light guiding member.
  • An optical system a light detection device that receives light transmitted through the optical system;
  • the light detection device includes: an optical layer having a plurality of first structures arranged to be aligned in a first direction; a first photoelectric conversion element provided in the semiconductor layer; a first filter provided between the optical layer and the first photoelectric conversion element, the first filter transmitting light of a first wavelength; a first light guiding member provided between the first filter and the first photoelectric conversion element, guiding light incident via the optical layer and the first filter to the first photoelectric conversion element.

Landscapes

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  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

本開示の一実施形態の光検出装置は、第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層と、前記光学層を介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子をそれぞれ有する複数の第１画素と、前記光学層を介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子をそれぞれ有する複数の第２画素とを備える。前記第１画素同士の間隔は、前記第２画素同士の間隔とは異なる。前記第１光電変換素子の受光面積は、前記第２光電変換素子の受光面積とは異なる。

Description

光検出装置および電子機器
　本開示は、光検出装置および電子機器に関する。
　オンチップレンズと、カラーフィルタ層と、メタマテリアル層を有する積層膜と、光電変換部を有し、光を検出する装置が提案されている（特許文献１）。
特開２０２１－１５０６１５号公報
　光を検出する装置では、入射光に対する特性を向上させることが望ましい。
　入射光に対する特性を向上可能な光検出装置を提供することが望まれる。
　本開示の一実施形態の光検出装置は、第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層と、光学層を介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子をそれぞれ有する複数の第１画素と、光学層を介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子をそれぞれ有する複数の第２画素とを備える。第１画素同士の間隔は、第２画素同士の間隔とは異なる。第１光電変換素子の受光面積は、第２光電変換素子の受光面積とは異なる。
　本開示の一実施形態の光検出装置は、第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層と、光学層を介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子をそれぞれ有する複数の第１画素と、光学層を介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子をそれぞれ有する複数の第２画素とを備える。第１画素同士の間隔は、第２画素同士の間隔とは異なる。第１画素は、光学層と第１光電変換素子との間に設けられ、光が入射する第１開口部を有する第１遮光部材を有する。第２画素は、光学層と第２光電変換素子との間に設けられ、光が入射する第２開口部を有する第２遮光部材を有する。第１開口部の幅は、第２開口部の幅とは異なる。
　本開示の一実施形態の光検出装置は、第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層と、第１レンズと、光学層及び第１レンズを介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子とを有する第１画素と、第２レンズと、光学層及び第２レンズを介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子とを有する第２画素とを備える。第１レンズの大きさは、第２レンズの大きさとは異なる。
　本開示の一実施形態の光検出装置は、第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層と、第１フィルタと、光学層及び第１フィルタを介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子とを有する第１画素と、第２フィルタと、光学層及び第２フィルタを介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子とを有する第２画素とを備える。第１フィルタと第２フィルタとは、互いに異なる厚さ又は材料を有する。
　本開示の一実施形態の電子機器は、光学系と、光学系を透過した光を受光する光検出装置とを備える。光検出装置は、第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層と、光学層を介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子をそれぞれ有する複数の第１画素と、光学層を介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子をそれぞれ有する複数の第２画素とを有する。第１画素同士の間隔は、第２画素同士の間隔とは異なる。第１光電変換素子の受光面積は、第２光電変換素子の受光面積とは異なる。
　本開示の一実施形態の光検出装置は、第１方向に並ぶように設けられる複数の第１構造体を有する光学層と、半導体層に設けられる第１光電変換素子と、光学層と第１光電変換素子との間に設けられ、第１波長の光を透過する第１フィルタと、第１フィルタと第１光電変換素子との間に設けられ、光学層と第１フィルタとを介して入射する光を第１光電変換素子へ導く第１導光部材とを備える。
　本開示の一実施形態の電子機器は、光学系と、光学系を透過した光を受光する光検出装置とを備える。光検出装置は、第１方向に並ぶように設けられる複数の第１構造体を有する光学層と、半導体層に設けられる第１光電変換素子と、光学層と第１光電変換素子との間に設けられ、第１波長の光を透過する第１フィルタと、第１フィルタと第１光電変換素子との間に設けられ、光学層と第１フィルタとを介して入射する光を第１光電変換素子へ導く第１導光部材とを有する。
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る光検出装置の一例である撮像装置の概略構成の一例を示すブロック図である。 図２は、本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の画素の回路構成の一例を説明するための図である。 図３は、本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の平面構成の一例を示す図である。 図４は、本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を示す図である。 図５Ａは、本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の導光部の平面構成の一例を説明するための図である。 図５Ｂは、本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の導光部の平面構成の一例を説明するための図である。 図６は、本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図７は、本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図８Ａは、本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図８Ｂは、本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図８Ｃは、本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図９は、本開示の比較例に係る撮像装置の画素の量子効率の一例を示す図である。 図１０は、本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の画素の量子効率の一例を示す図である。 図１１Ａは、本開示の第１の実施の形態に係る光検出装置の別の構成例を説明するための図である。 図１１Ｂは、本開示の第１の実施の形態に係る光検出装置の別の構成例を説明するための図である。 図１１Ｃは、本開示の第１の実施の形態に係る光検出装置の別の構成例を説明するための図である。 図１２は、本開示の変形例１に係る撮像装置の平面構成の一例を示す図である。 図１３は、本開示の変形例１に係る撮像装置の断面構成の一例を示す図である。 図１４は、本開示の比較例に係る撮像装置の画素の量子効率の一例を示す図である。 図１５は、本開示の変形例１に係る撮像装置の画素の量子効率の一例を示す図である。 図１６は、本開示の第２の実施の形態に係る撮像装置の平面構成の一例を示す図である。 図１７は、本開示の第２の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を示す図である。 図１８は、本開示の第２の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を示す図である。 図１９は、本開示の第２の実施の形態に係る撮像装置の別の構成例を説明するための図である。 図２０は、本開示の第３の実施の形態に係る撮像装置の平面構成の一例を示す図である。 図２１は、本開示の第３の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を示す図である。 図２２は、本開示の第３の実施の形態に係る撮像装置の別の構成例を説明するための図である。 図２３は、本開示の第４の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を示す図である。 図２４は、本開示の第４の実施の形態に係る撮像装置の別の構成例を説明するための図である。 図２５は、本開示の第５の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を示す図である。 図２６は、本開示の第５の実施の形態に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図２７は、本開示の第５の実施の形態に係る撮像装置の異なる像高の位置における断面構成例を示す図である。 図２８は、本開示の第５の実施の形態に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図２９は、本開示の第５の実施の形態に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図３０は、本開示の第５の実施の形態に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図３１は、本開示の第５の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を説明するための図である。 図３２は、本開示の第５の実施の形態に係る撮像装置の平面構成の一例を説明するための図である。 図３３は、本開示の第５の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を説明するための図である。 図３４は、本開示の第５の実施の形態に係る撮像装置の平面構成の一例を説明するための図である。 図３５Ａは、本開示の第５の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を示す図である。 図３５Ｂは、本開示の第５の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を示す図である。 図３５Ｃは、本開示の第５の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を示す図である。 図３５Ｄは、本開示の第５の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を示す図である。 図３５Ｅは、本開示の第５の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を示す図である。 図３５Ｆは、本開示の第５の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を示す図である。 図３５Ｇは、本開示の第５の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を示す図である。 図３６は、本開示の変形例２に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図３７は、本開示の変形例２に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図３８は、本開示の変形例２に係る撮像装置の別の構成例を説明するための図である。 図３９は、本開示の変形例３に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図４０は、本開示の変形例３に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図４１は、本開示の変形例３に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図４２は、本開示の変形例４に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図４３Ａは、本開示の変形例４に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図４３Ｂは、本開示の変形例４に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図４４は、本開示の変形例４に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図４５は、本開示の変形例４に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図４６は、本開示の変形例５に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図４７は、撮像装置を有する電子機器の構成例を表すブロック図である。 図４８は、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。 図４９は、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。 図５０は、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５１は、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。
　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
　１．第１の実施の形態
　２．第２の実施の形態
　３．第３の実施の形態
　４．第４の実施の形態
　５．第５の実施の形態
　６．適用例
　７．応用例
＜１．第１の実施の形態＞
　図１は、本開示の第１の実施の形態に係る光検出装置の一例である撮像装置の概略構成の一例を示すブロック図である。光検出装置は、入射する光を検出可能な装置である。光検出装置である撮像装置１は、光電変換部（光電変換素子）を有する複数の画素Ｐを有し、入射した光を光電変換して信号を生成するように構成される。
　撮像装置１は、光学レンズを含む光学系（不図示）を透過した光を受光して信号を生成し得る。撮像装置１は、例えば、複数の画素Ｐが設けられた半導体基板（例えばシリコン基板）を用いて構成される。撮像装置１の各画素Ｐの光電変換部は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）であり、光を光電変換可能に構成される。
　撮像装置１は、一例として、図１に示すように、複数の画素Ｐが行列状に２次元配置された領域（画素部１００）を、撮像エリアとして有する。撮像装置１の画素部１００は、複数の画素Ｐが配置される画素アレイであり、受光領域ともいえる。各画素Ｐの光電変換部は、光電変換領域ともいえる。
　撮像装置１は、光学レンズを含む光学系を介して、計測対象である被写体からの入射光（像光）を取り込む。撮像装置１は、光学レンズにより形成される被写体の像を撮像する。撮像装置１は、受光した光（例えば可視光、赤外光等）を光電変換して画素信号を生成し得る。光検出装置である撮像装置１は、入射した光を受光して信号を生成可能な装置であり、受光装置ともいえる。
　撮像装置１（光検出装置）は、一例として、イメージセンサとして構成され得る。撮像装置１は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサである。撮像装置１は、複数の半導体層を積層して構成された構造（積層構造）を有し得る。撮像装置１は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話等、各種の電子機器に利用可能である。
［撮像装置の概略構成］
　撮像装置１は、一例として、図１に示す例のように、画素部１００と、画素制御部１１１と、信号処理部１１２と、制御部１１３と、処理部１１４を有する。また、撮像装置１には、例えば、複数の制御線Ｌｒｅａｄと、複数の信号線ＶＳＬが設けられる。制御線Ｌｒｅａｄは、画素Ｐを制御する信号を伝えることが可能な信号線であり、画素制御部１１１と画素部１００の画素Ｐとに接続される。
　図１に示す例では、画素部１００には、水平方向（行方向）に並ぶ複数の画素Ｐにより構成される画素行ごとに、複数の制御線Ｌｒｅａｄが配線される。制御線Ｌｒｅａｄは、画素Ｐからの信号読み出しのための制御信号を伝送するように構成される。制御線Ｌｒｅａｄは、画素Ｐを駆動する信号を伝送する駆動線（画素駆動線）ともいえる。
　信号線ＶＳＬは、画素Ｐからの信号を伝えることが可能な信号線であり、画素部１００の画素Ｐと信号処理部１１２とに接続される。画素部１００には、例えば、垂直方向（列方向）に並ぶ複数の画素Ｐにより構成される画素列ごとに、１つ又は複数の信号線ＶＳＬが配線される。信号線ＶＳＬは、画素Ｐから出力される信号を伝送可能に構成される。撮像装置１では、１つの画素列に対して、複数の信号線ＶＳＬが設けられてもよい。撮像装置１は、画素列ごとに複数の信号線ＶＳＬを有し得る。
　画素制御部１１１は、画素部１００の各画素Ｐを制御可能に構成される。画素制御部１１１は、制御回路であり、例えば、バッファ、シフトレジスタ、アドレスデコーダ等を含む複数の回路によって構成される。画素制御部１１１は、画素Ｐを制御するための信号を生成し、制御線Ｌｒｅａｄを介して画素部１００の各画素Ｐへ出力する。画素制御部１１１は、制御部１１３により制御され、画素部１００の画素Ｐの制御を行う。
　画素制御部１１１は、例えば、画素Ｐの転送トランジスタを制御する信号、選択トランジスタを制御する信号、及びリセットトランジスタを制御する信号など、画素Ｐを制御するための信号を生成し、制御線Ｌｒｅａｄによって各画素Ｐに供給する。画素制御部１１１は、各画素Ｐから画素信号を読み出す制御を行い得る。画素制御部１１１は、各画素Ｐを駆動可能に構成された画素駆動部ともいえる。なお、画素制御部１１１と制御部１１３とを併せて、画素制御部ということもできる。
　信号処理部１１２は、入力される画素の信号の信号処理を実行可能に構成される。信号処理部１１２は、信号処理回路であり、例えば、負荷回路、ＡＤ(Analog Digital)変換回路、水平選択スイッチ等を有する。負荷回路は、一例として、画素Ｐの増幅トランジスタに電流を供給可能な電流源により構成される。負荷回路は、例えば、画素Ｐの増幅トランジスタと共にソースフォロア回路を構成する。
　信号処理部１１２は、信号線ＶＳＬを介して画素Ｐから読み出される信号を増幅するように構成された増幅回路を有していてもよい。負荷回路、増幅回路、及びＡＤ変換回路等は、例えば、複数の信号線ＶＳＬの各々に対して設けられる。画素部１００の画素列ごとに、負荷回路、増幅回路、及びＡＤ変換回路等が設けられ得る。
　画素制御部１１１によって選択走査された各画素Ｐから出力される信号は、信号線ＶＳＬを介して信号処理部１１２に入力される。信号処理部１１２は、例えば、画素Ｐの信号のＡＤ変換、ＣＤＳ(Correlated Double Sampling：相関二重サンプリング)等の信号処理を行い得る。信号線ＶＳＬの各々を通して伝送される各画素Ｐの信号は、信号処理部１１２により信号処理が施され、処理部１１４に出力される。
　処理部１１４は、入力される信号に対して信号処理を実行可能に構成される。処理部１１４は、処理回路であり、例えば、画素信号に対して各種の信号処理を施す回路により構成される。処理部１１４は、プロセッサ及びメモリを含んでいてもよい。処理部１１４は、信号処理部１１２から入力される画素の信号に対して信号処理を行い、処理後の画素の信号を出力する。処理部１１４は、例えば、ノイズ低減処理、階調補正処理等の各種の信号処理を行い得る。
　制御部１１３は、撮像装置１の各部を制御可能に構成される。制御部１１３は、外部から与えられるクロック、動作モードを指令するデータ等を受け取り、また、撮像装置１の内部情報等のデータを出力し得る。制御部１１３は、制御回路であり、例えば、各種のタイミング信号を生成可能に構成されたタイミングジェネレータを有する。制御部１１３は、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（パルス信号、クロック信号等）に基づき、画素制御部１１１及び信号処理部１１２等の駆動制御を行う。
　上述した画素部１００と、画素制御部１１１及び信号処理部１１２等とは、１つの基板に設けられてもよい。また、画素制御部１１１、信号処理部１１２、制御部１１３、処理部１１４等は、１つの半導体基板に設けられてもよく、複数の半導体基板に分けて設けられてもよい。撮像装置１は、複数の基板を積層して構成された積層構造を有していてもよい。信号処理部１１２、制御部１１３、及び処理部１１４の一部又は全部は、一体的に構成されていてもよい。
［画素の構成］
　図２は、第１の実施の形態に係る撮像装置の画素の回路構成の一例を説明するための図である。画素Ｐは、光電変換部１２（光電変換素子）と、読み出し回路２０とを有する。光電変換部１２は、光を受光して信号を生成するように構成される。読み出し回路２０は、光電変換された電荷に基づく信号を出力可能に構成される。読み出し回路２０は、光電変換部１２で光電変換された電荷に基づく画素信号を読み出し得る。
　光電変換部１２は、受光部（受光素子）であり、光電変換により電荷を生成可能に構成される。図２に示す例では、光電変換部１２は、フォトダイオード（ＰＤ）であり、入射する光を電荷に変換する。光電変換部１２は、光電変換を行って受光量に応じた電荷を生成し得る。
　読み出し回路２０は、一例として、トランジスタＴＲＧと、フローティングディフュージョンＦＤと、トランジスタＡＭＰと、トランジスタＳＥＬと、トランジスタＲＳＴとを有する。トランジスタＴＲＧ、トランジスタＡＭＰ、トランジスタＳＥＬ、及びトランジスタＲＳＴは、それぞれ、ゲート、ソース、ドレインの端子を有するＭＯＳトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）である。
　図２に示す例では、トランジスタＴＲＧ、トランジスタＡＭＰ、トランジスタＳＥＬ、及びトランジスタＲＳＴは、それぞれＮＭＯＳトランジスタにより構成される。なお、画素Ｐのトランジスタは、ＰＭＯＳトランジスタにより構成されてもよい。
　トランジスタＴＲＧは、転送トランジスタであり、光電変換部１２で光電変換された電荷をフローティングディフュージョンＦＤに転送可能に構成される。トランジスタＴＲＧは、信号ＳＴＲＧにより制御され、光電変換部１２とフローティングディフュージョンＦＤとを電気的に接続または切断する。トランジスタＴＲＧは、光電変換部１２で光電変換されて蓄積された電荷をフローティングディフュージョンＦＤに転送し得る。
　フローティングディフュージョンＦＤは、蓄積部であり、転送された電荷を蓄積可能に構成される。フローティングディフュージョンＦＤは、光電変換部１２で光電変換された電荷を蓄積し得る。フローティングディフュージョンＦＤは、転送された電荷を保持可能な保持部ともいえる。フローティングディフュージョンＦＤは、転送された電荷を蓄積し、フローティングディフュージョンＦＤの容量に応じた電圧に変換する。
　トランジスタＡＭＰは、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷に基づく信号を生成して出力するように構成される。トランジスタＡＭＰは、増幅トランジスタであり、光電変換部１２で変換された電荷に基づく信号を生成して出力し得る。
　トランジスタＡＭＰのゲートは、フローティングディフュージョンＦＤと電気的に接続され、フローティングディフュージョンＦＤで変換された電圧が入力される。図２に示す例では、トランジスタＡＭＰのドレインは、電源電圧ＶＤＤが供給される電源線に接続される。
　トランジスタＡＭＰのソースは、トランジスタＳＥＬを介して信号線ＶＳＬに接続される。トランジスタＡＭＰは、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷に基づく信号、即ちフローティングディフュージョンＦＤの電圧に基づく信号を生成し、信号線ＶＳＬへ出力するように構成される。
　トランジスタＳＥＬは、画素の信号の出力を制御可能に構成される。トランジスタＳＥＬは、例えば、図２に示す例のように、トランジスタＡＭＰと電気的に直列に接続される。トランジスタＳＥＬは、信号ＳＳＥＬにより制御され、トランジスタＡＭＰからの信号を信号線ＶＳＬに出力可能に構成される。トランジスタＳＥＬは、選択トランジスタであり、画素の信号の出力タイミングを制御し得る。
　トランジスタＳＥＬは、光電変換部１２で変換された電荷に基づく信号を出力可能に構成される。トランジスタＳＥＬは、画素Ｐの画素信号を信号線ＶＳＬへ出力し得る。なお、トランジスタＳＥＬは、電源電圧ＶＤＤが与えられる電源線とトランジスタＡＭＰとの間に、電気的に直列に接続されてもよい。また、必要に応じて、トランジスタＳＥＬを省略してもよい。
　トランジスタＲＳＴは、フローティングディフュージョンＦＤの電圧をリセット可能に構成される。図２に示す例では、トランジスタＲＳＴは、電源電圧ＶＤＤが与えられる電源線と電気的に接続され、画素Ｐの電荷のリセットを行うように構成される。トランジスタＲＳＴは、リセットトランジスタである。
　トランジスタＲＳＴは、信号ＳＲＳＴにより制御され、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷をリセットし、フローティングディフュージョンＦＤの電圧をリセットし得る。図２に示す例では、トランジスタＲＳＴは、電源線とフローティングディフュージョンＦＤとを電気的に接続し、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷を排出し得る。なお、トランジスタＲＳＴは、トランジスタＴＲＧを介して、光電変換部１２に蓄積された電荷を排出し得る。
　撮像装置１の画素制御部１１１（図１参照）は、上述した制御線Ｌｒｅａｄを介して、各画素ＰのトランジスタＴＲＧ、トランジスタＳＥＬ、トランジスタＲＳＴ等のゲートに制御信号を供給し、トランジスタをオン状態（導通状態）又はオフ状態（非導通状態）とする。
　撮像装置１の画素行ごとの複数の制御線Ｌｒｅａｄには、一例として、トランジスタＴＲＧを制御する信号ＳＴＲＧを伝送する配線、トランジスタＳＥＬを制御する信号ＳＳＥＬを伝送する配線、トランジスタＲＳＴを制御する信号ＳＲＳＴを伝送する配線等が含まれる。
　なお、読み出し回路２０は、電荷を電圧に変換する際の変換効率（ゲイン）を変更可能に構成されてもよい。例えば、読み出し回路２０は、変換効率の設定に用いる切り替えトランジスタを有し得る。切り替えトランジスタは、一例として、フローティングディフュージョンＦＤとトランジスタＲＳＴとの間に電気的に接続される。
　読み出し回路２０では、切り替えトランジスタがオン状態となることで、画素ＰのフローティングディフュージョンＦＤに付加される容量が大きくなり、変換効率が切り替えられる。切り替えトランジスタは、トランジスタＡＭＰのゲートに接続される容量を切り替え、変換効率を変更し得る。
　トランジスタＴＲＧ、トランジスタＳＥＬ、トランジスタＲＳＴ、及び、切り替えトランジスタ等は、画素制御部１１１によってオンオフ制御される。画素制御部１１１は、各画素Ｐの読み出し回路２０を制御することによって、各画素Ｐから画素信号を信号線ＶＳＬに出力させる。画素制御部１１１は、各画素Ｐの画素信号を信号線ＶＳＬへ読み出す制御を行い得る。
［撮像装置の構成］
　図３は、第１の実施の形態に係る撮像装置の平面構成の一例を示す図である。図３は、撮像装置１における画素部１００の画素Ｐの配置例を示している。撮像装置１の画素部１００には、複数種類の画素（例えば、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素）が設けられる。各画素Ｐは、それぞれ光電変換部１２を有する。撮像装置１は、後述するが、複数の構造体を用いて構成される光学層（メタサーフェス層）を有する。
　なお、図３に示すように、被写体からの光の入射方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交する紙面左右方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交する紙面上下方向をＹ軸方向とする。以降の図において、図３の矢印の方向を基準として方向を表記する場合もある。
　撮像装置１の画素部１００に設けられた複数の画素Ｐには、一例として、赤（Ｒ）の光を受光する光電変換部１２を有する画素Ｐｒ（Ｒ画素）と、緑（Ｇ）の光を受光する光電変換部１２を有する画素Ｐｇ（Ｇ画素）と、青（Ｂ）の光を受光する光電変換部１２を有する画素Ｐｂ（Ｂ画素）が含まれる。
　画素Ｐｒの光電変換部１２は、計測対象である被写体からの光のうち、主に赤の波長域の光を受光して光電変換する。画素Ｐｇの光電変換部１２は、被写体からの光のうち、主に緑の波長域の光を受光して光電変換する。また、画素Ｐｂの光電変換部１２は、主に青の波長域の光を受光して光電変換する。画素部１００では、複数の画素Ｐｒ、複数の画素Ｐｇ、及び複数の画素Ｐｂが繰り返し配置される。画素Ｐｒ、画素Ｐｇ、及び画素Ｐｂは、一例として、ベイヤー配列（即ちＲＧＧＢ配列）に従って配置される。
　画素部１００では、１つの画素Ｐｒと、２つの画素Ｐｇと、１つの画素Ｐｂにより構成される２×２画素が、繰り返し設けられる。画素部１００は、図３に示すように、画素Ｐｒと画素Ｐｇとが交互に設けられる画素行と、画素Ｐｇと画素Ｐｂとが交互に設けられる画素行とを有し得る。
　画素部１００において、複数の画素Ｐｒは、水平方向（Ｘ方向）と垂直方向（Ｙ方向）とに並ぶように配置される。また、複数の画素Ｐｂも、水平方向と垂直方向に並ぶように配置される。複数の画素Ｐｇは、斜め方向にも並ぶように配置される。画素Ｐｇの数（密度）は、画素Ｐｒ（又は画素Ｐｂ）の数（密度）よりも多い。
　撮像装置１では、例えば、図３に示す例のように、各色の画素Ｐの配置間隔が異なる。画素Ｐｇ同士の間隔は、画素Ｐｒ同士の間隔（又は画素Ｐｂ同士の間隔）と異なる。画素部１００の各画素Ｐｇと各画素Ｐｒ（又は各画素Ｐｂ）とでは、同色画素間の間隔（距離）が異なっている。例えば、最も近い２つの画素Ｐｇ間の間隔は、最も近い２つの画素Ｐｒ間の間隔とは異なる。
　図３に示す例では、複数の画素Ｐｇの間隔（距離）は、複数の画素Ｐｒの間隔よりも小さい。また、複数の画素Ｐｇの間隔は、複数の画素Ｐｂの間隔よりも小さい。例えば、斜め方向に隣り合う画素Ｐｇ間の間隔は、Ｘ軸方向（又はＹ軸方向）に並ぶ画素Ｐｒ間の間隔（又は画素Ｐｂ間の間隔）よりも短い。
　画素Ｐｒ、画素Ｐｇ、及び画素Ｐｂは、それぞれ、Ｒ成分の画素信号、Ｇ成分の画素信号、及びＢ成分の画素信号を生成し得る。撮像装置１は、ＲＧＢの画素信号を得ることができる。なお、画素Ｐの配置は、上述した例に限られず、適宜変更可能である。
　画素部１００に設けられる複数の画素Ｐには、Ｃｙ（シアン）の光を受光して光電変換する画素、Ｙｅ（イエロー）の光を受光して光電変換する画素、Ｍｇ（マゼンタ）の光を受光して光電変換する画素等が含まれてもよい。Ｗ（ホワイト）の光、即ち入射光の全波長域の光を受光する画素であるＣ（Ｃｌｅａｒ）画素を設けてもよい。また、赤外光を受光する画素（ＩＲ画素）を設けてもよい。
　撮像装置１では、各種の画素Ｐは、互いに異なる大きさ又は構造を有するように構成される。例えば、撮像装置１は、各色の画素Ｐ毎に、光電変換部１２（フォトダイオード）の受光面積が異なるように構成される。一例として、画素Ｐｇの光電変換部１２が光を受光する面積と、画素Ｐｒ（又は画素Ｐｂ）の光電変換部１２が光を受光する面積とは異なる。
　画素Ｐｇは、例えば、画素Ｐｇの光電変換部１２が画素Ｐｒの光電変換部１２の受光面積よりも大きい受光面積を有するように構成される。また、画素Ｐｇは、画素Ｐｇの光電変換部１２が画素Ｐｂの光電変換部１２の受光面積よりも大きい受光面積を有するように構成され得る。画素Ｐｇは、例えば、画素Ｐｒ（又は画素Ｐｂ）のサイズよりも大きい。
　図３に示す例では、画素Ｐｇの光電変換部１２の大きさは、画素Ｐｒの光電変換部１２の大きさよりも大きく、画素Ｐｇの光電変換部１２の受光面積は、画素Ｐｒの光電変換部１２の受光面積よりも大きい。画素Ｐｇの光電変換部１２のＸ軸方向（又はＹ軸方向）における幅は、画素Ｐｒの光電変換部１２の幅よりも大きくなっている。
　また、図３に示す例では、画素Ｐｇの光電変換部１２の大きさは、画素Ｐｂの光電変換部１２の大きさよりも大きく、画素Ｐｇにおける光電変換部１２の受光面積は、画素Ｐｂにおける光電変換部１２の受光面積よりも大きい。画素Ｐｇの光電変換部１２のＸ軸方向（又はＹ軸方向）における幅は、画素Ｐｂの光電変換部１２の幅よりも大きくなっている。
　画素Ｐｇの光電変換部１２の受光面積は、例えば、画素Ｐｒ（又は画素Ｐｂ）の光電変換部１２の受光面積の１.５倍であってよい。画素Ｐｒ、画素Ｐｇ、画素Ｐｂの光電変換部１２の受光面積の比は、一例として、１：１．５：１となる。また、例えば、画素Ｐｇの光電変換部１２の受光面積は、画素Ｐｒ（又は画素Ｐｂ）の光電変換部１２の受光面積の１.４倍または１.６倍としてもよい。
　図４は、第１の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を示す図である。撮像装置１は、例えば、図４に示すように、光学層７０と、絶縁層８０と、半導体層１０と、多層配線層９０とを有する。撮像装置１は、光学層７０と、絶縁層８０と、半導体層１０と、多層配線層９０とがＺ軸方向に積層された構成を有する。光が入射する側から、光学層７０と、絶縁層８０と、半導体層１０と、多層配線層９０とが設けられる。
　光学層７０は、複数の構造体５１を有し、入射した光を光電変換部１２側に導光するように構成される。光学層７０は、ナノ構造体である構造体５１が設けられる層である。図４に示す例では、複数の構造体５１を含む光学層７０は、絶縁層８０に積層して設けられている。光学層７０は、メタマテリアル（メタサーフェス）技術を利用した光学素子であり、メタサーフェス層（又はメタマテリアル層）といえる。
　光学層７０は、複数の構造体５１と、構造体５１の周囲に設けられる充填部材５５とを有する。光学層７０の構造体５１は、例えば、柱状（ピラー状）の形状を有する。構造体５１及び充填部材５５は、互いに異なる屈折率を有する材料を用いて構成される。光学層７０は、図４に示す例のように、画素Ｐ毎または複数の画素Ｐ毎（即ち所定数の画素Ｐ毎）に、複数の構造体５１と充填部材５５を含む導光部６０（導光部材）を有し得る。
　半導体層１０は、図４に示すように、対向する面１１Ｓ１及び面１１Ｓ２を有する。面１１Ｓ２は、面１１Ｓ１とは反対側の面である。半導体層１０の面１１Ｓ１は、受光面（光入射面）である。半導体層１０の面１１Ｓ２は、トランジスタ等の素子が形成される素子形成面である。半導体層１０の面１１Ｓ２には、ゲート電極、ゲート絶縁膜（例えばゲート酸化膜）等が設けられる。
　半導体層１０は、半導体基板、例えばＳｉ（シリコン）基板により構成される。半導体層１０は、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板、ＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）基板、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）基板等であってもよい。半導体層１０は、ＩＩＩ－Ｖ族の化合物半導体材料により構成されてもよく、他の半導体材料を用いて形成されてもよい。
　図４に示す例では、半導体層１０の面１１Ｓ１側に、絶縁層８０及び光学層７０等が設けられる。光学層７０及び絶縁層８０は、半導体層１０の面１１Ｓ１と直交する厚さ方向において、半導体層１０に積層して設けられる。半導体層１０の面１１Ｓ２側には、多層配線層９０が設けられる。光学系からの光が入射する側に構造体５１を含む光学層７０が設けられ、光が入射する側とは反対側に多層配線層９０が設けられる。撮像装置１は、いわゆる裏面照射型の撮像装置である。
　半導体層１０では、半導体層１０の面１１Ｓ１及び面１１Ｓ２に沿って、複数の光電変換部１２（光電変換素子）が設けられる。半導体層１０には、例えば、複数の光電変換部１２が埋め込み形成される。光電変換部１２は、半導体層１０の面１１Ｓ１と面１１Ｓ２との間に設けられている。光電変換部１２は、光学層７０及び絶縁層８０を介して入射する光を光電変換する。光電変換部１２は、光電変換層ともいえる。
　多層配線層９０は、半導体層１０に積層して設けられる。多層配線層９０は、例えば、導体膜および絶縁膜を含み、複数の配線およびビア（ＶＩＡ）等を有する。多層配線層９０は、層間絶縁膜（層間絶縁層）としての絶縁膜を介して、複数の配線が積層された構成を有する。多層配線層９０は、例えば２層以上、又は３層以上の配線を含む。
　多層配線層９０の配線は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）等の金属材料を用いて形成される。なお、多層配線層９０の配線は、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ－Ｓｉ）、その他の導電材料を用いて構成されてもよい。層間絶縁膜は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等を用いて形成される。
　半導体層１０及び多層配線層９０には、例えば、画素Ｐ毎または複数の画素Ｐ毎に、上述した読み出し回路２０（図２参照）が設けられる。また、上述した画素制御部１１１、信号処理部１１２、制御部１１３、処理部１１４等（図１参照）は、半導体層１０とは別の基板、又は、半導体層１０及び多層配線層９０に設けられ得る。
　絶縁層８０は、導光部６０が設けられる光学層７０と、半導体層１０との間に設けられる。絶縁層８０は、スペーサ層である。図４に示す例では、絶縁層８０は、半導体層１０に積層するように形成される。絶縁層８０は、一例として、酸化膜、窒化膜、酸窒化膜等の絶縁膜を用いて構成される。
　絶縁層８０は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）等の絶縁材料を用いて形成される。絶縁層８０は、酸化シリコン等の低屈折率の材料によって構成されてもよく、計測対象とする波長域の光を透過する他の材料によって構成されてもよい。絶縁層８０は、平坦化層（平坦化膜）ともいえる。なお、光学層７０は、絶縁層８０を含んで構成されてもよい。
　撮像装置１は、図４に示すように、分離部３０を有する。分離部３０は、隣り合う複数の光電変換部１２の間に設けられ、光電変換部１２間を分離する。分離部３０の少なくとも一部は、隣り合う画素Ｐ（又は光電変換部１２）の境界に設けられる。分離部３０は、例えば、トレンチ（溝部）を用いて構成される。
　分離部３０は、半導体層１０において、各画素Ｐの光電変換部１２をそれぞれ囲むように形成され得る。分離部３０は、半導体層１０を貫通するように設けられてもよい。即ち、分離部３０は、半導体層１０の面１１Ｓ２まで達するように形成されてもよい。分離部３０は、画素分離部または画素分離壁ともいえる。
　分離部３０のトレンチ内には、絶縁膜、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、酸化アルミニウム膜等が設けられる。分離部３０のトレンチには、ポリシリコン、金属材料、他の絶縁材料等が埋め込まれていてもよい。分離部３０は、イオン注入によって形成される半導体領域（ｐ型の半導体領域またはｎ型の半導体領域）によって構成されてもよい。
　分離部３０は、低屈折率を有する他の絶縁材料を用いて形成されてもよい。分離部３０のトレンチ内には、空隙（空洞）を設けるようにしてもよい。撮像装置１では、分離部３０が設けられることで、画素Ｐの光電変換部１２で光電変換された電荷が周囲の画素Ｐ（又は光電変換部１２）へ漏れることが抑制される。また、不要な光が周囲の画素Ｐに漏れることを抑制し、例えば、混色が生じることを抑制することができる。
　撮像装置１には、図３及び図４に示す例のように、遮光部材４０が設けられる。撮像装置１は、複数の開口部４５が設けられた遮光部材４０を有する。開口部４５は、光学層７０からの光が入射する開口（ホール）である。図３及び図４に示す例では、画素Ｐ毎に、光電変換部１２の上方に、１つの開口部４５を有する遮光部材４０が配置されるともいえる。
　遮光部材４０は、光を遮る部材により構成された遮光部（遮光膜）であり、半導体層１０の面１１Ｓ１側に設けられる。図４に示す例では、遮光部材４０は、絶縁層８０に設けられ、半導体層１０の面１１Ｓ１上に位置する。遮光部材４０は、例えば、絶縁層８０において光電変換部１２の周囲に設けられる。遮光部材４０は、絶縁層８０の一部に置換して配置されるともいえる。絶縁層８０は、遮光部材４０を覆うように形成され、開口部４５を充填するように設けられる。
　遮光部材４０の開口部４５は、一例として、図３に示すように、平面視において四角形又は多角形の形状を有し得る。画素Ｐｒ及び画素Ｐｂでは、遮光部材４０の開口部４５は、それぞれ、四角形（例えば正方形）の形状を有する。画素Ｐｇの開口部４５は、例えば、八角形の形状を有する。なお、各画素Ｐにおける開口部４５の形状は、適宜変更可能であり、六角形、楕円形、その他の形状であってもよい。
　画素Ｐの光電変換部１２は、開口部４５を介して、光学層７０からの光を受光する。光電変換部１２は、光学層７０から開口部４５を介して入射した光を受光し、光電変換により電荷を生成し得る。撮像装置１では、遮光部材４０が設けられることで、周囲の画素Ｐに光が漏れることが抑制される。不要な光が周囲に漏れることを抑制し、混色が生じることを抑制することができる。
　撮像装置１は、半導体層１０の面１１Ｓ１側に、固定電荷膜及び反射防止膜の少なくとも一方を有していてもよい。固定電荷膜及び反射防止膜は、一例として、金属化合物（金属酸化物、金属窒化物等）によって構成され、金属化合物層ともいえる。
　固定電荷膜及び反射防止膜は、例えば、半導体層１０と絶縁層８０との間に設けられる。固定電荷膜は、固定電荷を有する膜であり、高誘電材料を用いて形成され得る。固定電荷膜は、一例として、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム等の金属酸化物により構成される。固定電荷膜は、例えば、負の固定電荷を有する膜である。
　撮像装置１では、固定電荷膜が設けられることで、半導体層１０の界面における暗電流の発生が抑制される。なお、固定電荷膜は、他の金属酸化膜により構成されてもよく、金属窒化膜または金属酸窒化膜を用いて構成されてもよい。固定電荷膜として、正の固定電荷を有する膜を設けるようにしてもよい。
　反射防止膜は、一例として、酸化ハフニウム、酸化タンタル等の金属酸化物により構成される。反射防止膜は、半導体層１０の面１１Ｓ１側に設けられ、反射を低減（抑制）する。反射防止膜は、例えば、固定電荷膜と積層するように設けられる。
　反射防止膜は、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化シリコン（ＳｉＯ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）等の絶縁材料を用いて構成されてもよく、他の材料を用いて構成されてもよい。なお、絶縁層８０は、固定電荷膜及び反射防止膜の少なくとも一方を含んで構成されてもよい。
　撮像装置１の光学層７０は、例えば、図４に示す例のように、光電変換部１２の上方に設けられる。光学層７０には、計測対象物である被写体からの光が入射する。光学層７０の複数の構造体５１には、例えば、撮像レンズ等の光学系を透過した光が入射する。構造体５１は、入射する光の所定波長以下の大きさの構造体である。
　光学層７０（又は導光部６０）は、ナノ構造体である複数の構造体５１を有し、計測対象からの光を光電変換部１２へ導光するように構成される。構造体５１は、例えば、計測対象とする光の波長域以下の大きさを有する。構造体５１は、可視光の波長域以下の大きさを有していてもよく、赤外光の波長域以下の大きさを有していてもよい。
　構造体５１は、例えば、柱状（ピラー状）の構造体である。構造体５１は、一例として、円柱状の形状を有する。光学層７０の複数の構造体５１は、充填部材５５の一部を挟んで、紙面左右方向（Ｘ軸方向）に互いに並んで配置される。なお、構造体５１の形状は、適宜変更可能であり、平面視において円形または四角形の形状であってもよい。構造体５１の形状は、多角形、楕円、十字形、又はその他の形状であってもよい。
　光学層７０は、構造体５１の周囲に設けられる充填部材５５を有する。充填部材５５は、光学層７０において、構造体５１の周囲を充填するように設けられる。例えば、充填部材５５は、絶縁層８０上において、隣り合う複数の構造体５１の間を充填するように形成される。充填部材５５は、保護部材（保護層）ともいえる。
　充填部材５５は、構造体５１を覆うように形成されてもよい。充填部材５５は、例えば、複数の構造体５１の全体を覆うように形成され得る。構造体５１は、充填部材５５内に設けられ、充填部材５５の一部に置換して配置されるともいえる。
　光学層７０は、ナノ構造体である構造体５１を利用し、光を光電変換部１２側へ伝搬させる。構造体５１は、メタアトム、ナノアトム、メタサーフェス構造体、微細構造体などとも称される。構造体５１は、例えば、ピラー（柱状部材）であり、ナノピラーともいえる。光学層７０は、光を導光（伝搬）する光学素子（光学部材）といえる。
　光学層７０は、例えば、光を分光する分光層として構成される。光学層７０は、例えば、入射する光に位相遅延を与え、光を導光するように構成される。光学層７０では、入射光に対して所望の位相プロファイルを与えるように、複数の構造体５１が配置される。複数の構造体５１は、一例として、図５Ａまたは図５Ｂに示す例のように、平面視において、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に並ぶように設けられる。
　撮像装置１の各画素Ｐでは、入射光の所定波長以下の間隔で、複数の構造体５１が配置され得る。一例として、Ｘ軸方向およびＹ軸方向において、可視光の波長域以下の間隔で、複数の構造体５１が設けられる。なお、画素Ｐでは、赤外光の波長域以下の間隔で、複数の構造体５１が配置されてもよい。
　光学層７０の構造体５１は、隣の媒質の屈折率とは異なる屈折率を有する。図４等に示す例では、構造体５１は、充填部材５５の屈折率とは異なる屈折率を有する。構造体５１は、構造体５１の周囲に形成される媒質層、即ち充填部材５５の屈折率とは異なる屈折率を有する。充填部材５５は、構造体５１とは異なる屈折率を有する材料層ともいえる。
　光学層７０の構造体５１は、例えば、充填部材５５の屈折率より高い屈折率を有する。構造体５１は、充填部材５５の屈折率よりも高い屈折率を有する材料により構成され得る。構造体５１は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ）を用いて構成される。なお、構造体５１は、シリコン、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ－Ｓｉ）、アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等を用いて形成されてもよい。
　構造体５１は、チタン（Ｔｉ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、インジウム（Ｉｎ）、ニオブ（Ｎｂ）等の単体、酸化物、窒化物、酸窒化物、或いはこれらの複合物から構成されてもよい。構造体５１は、他の金属化合物（金属酸化物、金属窒化物等）により構成されてもよい。
　光学層７０の構造体５１は、充填部材５５の屈折率より低い屈折率を有していてもよい。構造体５１は、充填部材５５の屈折率よりも低い屈折率を有する材料により構成され得る。例えば、構造体５１は、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ）を用いて構成されてもよい。
　構造体５１は、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、炭化シリコン、酸化炭化シリコン、その他のシリコン化合物を用いて形成されてもよい。また、構造体５１は、有機材料を用いて構成されてもよい。構造体５１は、シロキサン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂等を用いて構成されてもよい。構造体５１は、ビーズ（フィラー）を用いて形成されてもよい。
　充填部材５５は、一例として、酸化物、窒化物、酸窒化物等の無機材料を用いて構成される。充填部材５５は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、炭化シリコン等により構成されてもよい。なお、充填部材５５及び絶縁層８０の一部又は全部は、一体的に構成されてもよい。充填部材５５は、有機材料を用いて構成されてもよい。
　充填部材５５は、シロキサン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂等を用いて構成されてもよい。これらの樹脂のいずれかにフッ素を含有した材料によって、充填部材５５が構成されてもよい。これらの樹脂のいずれかに、その樹脂よりも高い（又は低い）屈折率を有するビーズを内填した材料を用いて、充填部材５５を形成してもよい。
　構造体５１及び充填部材５５の材料は、周囲の媒質との屈折率差、計測対象となる入射光の波長域等に応じて選択され得る。構造体５１及び充填部材５５は、無機材料を用いて構成されてもよく、有機材料を用いて構成されてもよい。また、構造体５１又は充填部材５５は、空隙（空洞）を用いて構成されてもよい。例えば、充填部材５５は、空気（空隙）を含んで構成されてもよい。
　光学層７０は、例えば、構造体５１とその周囲の媒質との屈折率差によって、入射する光に位相遅延を生じさせ、光の波面を制御し得る。光学層７０は、例えば、構造体５１と、構造体５１の周囲の充填部材５５とによって入射光に対して位相遅延を与えることで、光の伝搬方向を調整し得る。
　計測対象からの入射光のうち任意の波長域の光が所望の方向に進むように、構造体５１及び充填部材５５の材料（各材料の光学定数）、構造体５１の大きさ（幅（直径）、高さ等）、ピッチ（配置間隔）等が定められる。例えば、構造体５１の材料（屈折率）、寸法、ピッチ、充填部材５５の材料（屈折率）などが設定され得る。
　光学層７０（又は導光部６０）は、一例として、入射する光を分光可能な分光部（分光素子）として構成される。光学層７０（又は導光部６０）は、スプリッタ（カラースプリッタ）ともいえる。光学層７０は、カラースプリッタ層、又は波長分離層ともいえる。光学層７０（又は導光部６０）は、光をリダイレクトするように構成された光学素子ともいえる。
　光学層７０は、例えば、光の波長に応じて異なる位相遅延量を与えることによって光の伝搬方向を調整し、入射光を各波長域の光に分離することができる。光学層７０による各波長の光の伝搬方向は、構造体５１の素材（屈折率）、幅、高さ、配置位置（ピッチ）等によって調整可能である。
　一例として、撮像装置１では、検出対象とする特定の波長帯の光が所望の画素Ｐの光電変換部１２へ分岐して進むように、構造体５１の素材、大きさ、配置数などが定められる。例えば、各色の画素Ｐ毎に所望の集光範囲を得るために、各色の画素Ｐにおける構造体５１の大きさ、配置間隔等が設定される。例えば、画素Ｐｒ、画素Ｐｇ、画素Ｐｂの各導光部６０の構造体５１は、各々の大きさ（例えば幅、高さ）、配置位置等が異なるように形成され得る。
　光学層７０は、図４に示す例のように、反射防止膜６５とストッパー膜６６を有し得る。反射防止膜６５（反射抑制膜）は、例えば、構造体５１に対して、光が入射する側に設けられる。反射防止膜６５は、一例として、図４に示すように、複数の構造体５１を覆うように設けられ、反射を低減（抑制）する。
　ストッパー膜６６は、例えば、構造体５１と絶縁層８０との間に設けられる。ストッパー膜６６は、撮像装置１の製造時において、エッチングのストッパー膜（ストッパー層）となる。ストッパー膜６６が設けられることで、構造体５１の加工制御性を改善することができる。なお、ストッパー膜６６は、反射防止膜（反射抑制膜）としても機能し得る。
　撮像装置１では、各画素Ｐは、例えば、同色画素間の距離、光学層７０の光学特性等に応じて、異なる大きさ又は構造を有するように構成される。例えば、撮像装置１は、図３及び図４に示す例のように、画素Ｐｇの光電変換部１２と画素Ｐｒ（又は画素Ｐｂ）の光電変換部１２とが異なる受光面積を有するように構成される。
　撮像装置１では、例えば、図３及び図４に示す例のように、画素Ｐｇの光電変換部１２の大きさ（幅、面積等）は、画素Ｐｒの光電変換部１２の大きさよりも大きくてもよい。また、画素Ｐｇの光電変換部１２の大きさは、画素Ｐｂの光電変換部１２の大きさよりも大きくてもよい。
　図３及び図４に示す例では、画素Ｐｇの光電変換部１２のＸ軸方向の幅は、画素Ｐｒ（又は画素Ｐｂ）の光電変換部１２の幅よりも大きい。画素Ｐｇの光電変換部１２の光を受光する面積は、画素Ｐｒ（又は画素Ｐｂ）の光電変換部１２の光を受光する面積よりも大きくなっている。
　撮像装置１の光学層７０は、複数の波長域の光、例えば第１の波長域～第３の波長域の光にそれぞれ異なる位相遅延を与える。撮像装置１では、光学層７０に入射した光を、第１の波長域の光、第２の波長域の光、及び第３の波長域の光に分けることが可能となる。
　光学層７０の導光部６０は、入射した光から、第１の波長域の光、第２の波長域の光、第３の波長域の光を分けるように構成され得る。一例として、撮像装置１は、光学層７０によって、第１の波長光～第３の波長光としての青色光、緑色光、及び赤色光の各々の進行方向を調整し得る。
　図６及び図７は、第１の実施の形態に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。図６では、図４と同様に、Ｂ画素である画素Ｐｂと、Ｇ画素である画素Ｐｇとを図示している。図７では、Ｇ画素である画素Ｐｇと、Ｒ画素である画素Ｐｒとを図示している。また、図６及び図７において、破線矢印Ｌｂは、青色光を模式的に表している。実線矢印Ｌｇは、緑色光を模式的に表しており、破線矢印Ｌｒは、赤色光を模式的に表している。
　画素Ｐｂの導光部６０は、入射する光のうち、青（Ｂ）の光をその画素Ｐｂの光電変換部１２へ、緑（Ｇ）の光を画素Ｐｇの光電変換部１２へそれぞれ伝搬可能に構成される。また、画素Ｐｂの導光部６０は、入射する光のうち、赤（Ｒ）の光を画素Ｐｒの光電変換部１２へ伝搬するように構成される。画素Ｐｂの導光部６０は、入射光のスプリットを行い、入射した光のうち、緑の波長域の光を画素Ｐｇの方へ導き、赤の波長域の光を画素Ｐｒの方へ導く。
　画素Ｐｇの導光部６０は、入射する光のうち、緑（Ｇ）の光をその画素Ｐｇの光電変換部１２へ、青（Ｂ）の光を画素Ｐｂの光電変換部１２へそれぞれ伝搬可能に構成される。また、画素Ｐｇの導光部６０は、入射する光のうち、赤（Ｒ）の光を画素Ｐｒの光電変換部１２へ伝搬するように構成される。画素Ｐｇの導光部６０は、入射光のスプリットを行い、入射した光のうち、青の波長域の光を画素Ｐｂの方へ導き、赤の波長域の光を画素Ｐｒの方へ導く。
　画素Ｐｒの導光部６０は、入射する光のうち、赤（Ｒ）の光をその画素Ｐｒの光電変換部１２へ、緑（Ｇ）の光を画素Ｐｇの光電変換部１２へそれぞれ伝搬可能に構成される。また、画素Ｐｒの導光部６０は、入射する光のうち、青（Ｂ）の光を画素Ｐｂの光電変換部１２へ伝搬するように構成される。画素Ｐｒの導光部６０は、入射光のスプリットを行い、入射した光のうち、緑の波長域の光を画素Ｐｇの方へ導き、青の波長域の光を画素Ｐｂの方へ導く。
　こうして、図８Ａにおいて矢印で模式的に示すように、画素Ｐｂを囲む複数の画素は、入射光のうち青の波長の光を画素Ｐｂの方へ導く。画素Ｐｂに入射する青色光と、画素Ｐｂの周囲の画素の各々に入射する青色光とを、画素Ｐｂの光電変換部１２へ集光させることができる。画素Ｐｂの光電変換部１２は、青の波長域の光を効率よく受光して光電変換を行い、受光量に応じた電荷を生成することが可能となる。
　図８Ｂにおいて矢印で模式的に示すように、画素Ｐｇを囲む複数の画素は、入射光のうち緑の波長の光を画素Ｐｇの方へ導く。画素Ｐｇに入射する緑色光と、画素Ｐｇの周囲の画素の各々に入射する緑色光とを、画素Ｐｇの光電変換部１２へ集光させることができる。画素Ｐｇの光電変換部１２は、緑の波長域の光を効率よく受光して光電変換を行い、受光量に応じた電荷を生成することが可能となる。
　また、図８Ｃにおいて矢印で模式的に示すように、画素Ｐｒを囲む複数の画素は、入射光のうち赤の波長の光を画素Ｐｒの方へ導く。画素Ｐｒに入射する赤色光と、画素Ｐｒの周囲の画素の各々に入射する赤色光とを、画素Ｐｒの光電変換部１２へ集光させることができる。画素Ｐｒの光電変換部１２は、赤の波長域の光を効率よく受光して光電変換を行い、受光量に応じた電荷を生成することが可能となる。
　このように、撮像装置１では、画素Ｐの周辺画素からも、検出対象の光を画素Ｐ内に集めることができる。１画素サイズより大きな範囲から光を集光することができ、画素Ｐの光電変換部１２の受光量を増やすことができる。光電変換部１２へ効率よく光を導くことができ、量子効率（ＱＥ）を向上させることができる。入射光に対する感度を向上させることが可能となる。
　撮像装置１の各画素Ｐには、上述のように、光学層７０を介して、計測対象である被写体からの光が入射する。各画素Ｐは、導光部６０の構造体５１を介して入射する光を受光して、画素信号を生成し得る。撮像装置１は、各画素Ｐにおける光電変換によって得られる画素信号を用いて、被写体像を示す画像データを生成し得る。
　また、例えば、撮像装置１は、各画素の画素信号を用いて、物体までの距離に関する画像データ（距離画像データ）を生成し得る。本実施の形態では、構造体５１を有する導光部６０によって、任意の波長域の光を、光電変換部１２側へ適切に導光することができる。入射光に対する感度を向上させることが可能となる。
　仮に各色の画素の光電変換部が同じ受光面積を有する場合、同色画素間の距離、メタサーフェス層の特性等によっては、各色の画素毎に、光電変換部に入射する光の光量に大きな差異が生じるおそれがある。或る色の画素の感度と、他の色の画素の感度との差が大きくなることが考えられる。例えば、図９に示すように、Ｒ画素とＧ画素とＢ画素の各々の量子効率が、大きく異なってしまう。
　図９に示す比較例の場合、Ｇ画素の量子効率とＲ画素（又はＢ画素）の量子効率とが、大きく異なる。例えば、同色画素間の距離が異なることに起因して、各色の画素においてメタサーフェス層を介して受光可能な面積に差異が生じ、画素間の感度差が増大し得る。このため、各色の画素の信号を用いて生成される画像の画質劣化が生じるおそれがある。
　本実施の形態に係る撮像装置１では、各色の画素Ｐは、異なる大きさ又は構造を有するように構成される。各色の画素Ｐは、例えば、光電変換部１２の受光面積が異なるように構成される。図３及び図４等に示す例では、Ｇ画素の光電変換部１２の受光面積は、Ｒ画素（又はＢ画素）の光電変換部１２の受光面積よりも大きい。この場合、図１０に示すように、Ｒ画素とＧ画素とＢ画素の各々の量子効率の差を小さくすることが可能となる。このため、画像の画質低下を抑制することが可能となる。
　撮像装置１は、例えば、画素Ｐｇが拡大され、画素Ｐｒ及び画素Ｐｂが縮小された構造を有する。これにより、各色の画素Ｐの感度の差を低減することが可能となる。感度差に起因する画質劣化が生じることを回避しつつ、光学層７０（メタサーフェス層）による感度の向上を図ることができる。良好な検出性能を有する光検出装置を実現することが可能となる。
　図１１Ａ～図１１Ｃは、第１の実施の形態に係る光検出装置の別の構成例を説明するための図である。図１１Ａ～図１１Ｃは、撮像装置１における画素部１００の画素Ｐの別の配置例を示している。撮像装置１には、Ｗ（ホワイト）の光を受光して光電変換する画素、即ちＣ（クリア）画素である画素Ｐｗを設けてもよい。また、Ｙｅ（イエロー）の波長の光を受光して光電変換する画素Ｐｙ、Ｃｙ（シアン）の波長の光を受光して光電変換する画素Ｐｃを設けるようにしてもよい。
　図１１Ａに示す例のように、例えば、画素Ｐｒと画素Ｐｗと画素Ｐｂとを、ＲＣＣＢ配列となるように配置してもよい。また、図１１Ｂに示す例のように、画素Ｐｒと画素Ｐｗと画素Ｐｇとが、ＲＣＣＧ配列となるように配置されてもよい。図１１Ｃに示す例のように、画素Ｐｒと画素Ｐｙと画素Ｐｃとが、ＲＹＹＣｙ配列となるように配置されてもよい。
　本開示に係る光検出装置は、赤外光を波長に応じて分光する装置にも適用可能である。光検出装置（撮像装置）は、複数の波長帯域の赤外光を検出する装置としても構成され得る。光検出装置（撮像装置）の光学層（又は導光部）は、例えば、入射した赤外光を、第１の波長域の赤外光、第２の波長域の赤外光、及び第３の波長域の赤外光等に分光するように構成され得る。
　第１の波長域の赤外光を受光して光電変換する画素と、第２の波長域の赤外光を受光して光電変換する画素と、第３の波長域の赤外光を受光して光電変換する画素とが、互いに異なる大きさ又は構造を有するように構成され得る。例えば、光検出装置は、各種の画素毎に、光電変換部の受光面積が異なるように構成されてもよい。
［作用・効果］
　本実施の形態に係る光検出装置は、第１方向（例えばＸ軸方向）に並ぶように設けられる複数の構造体（構造体５１）を有する光学層（光学層７０）と、光学層を介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子をそれぞれ有する複数の第１画素（例えば画素Ｐｇ）と、光学層を介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子をそれぞれ有する複数の第２画素（例えば画素Ｐｂ）とを備える。第１画素同士の間隔は、第２画素同士の間隔とは異なる。第１光電変換素子の受光面積は、第２光電変換素子の受光面積とは異なる。
　本実施の形態に係る光検出装置では、複数の構造体５１を有する光学層７０が設けられる。画素Ｐｇ同士の間隔は、画素Ｐｂ同士の間隔とは異なる。画素Ｐｇの光電変換部１２の受光面積は、画素Ｐｂの光電変換部１２の受光面積とは異なる。このため、光検出装置（撮像装置１）は、各画素の感度を適切に向上させることが可能となる。入射光に対する特性を向上可能な光検出装置を実現することが可能となる。
　次に、本開示の変形例について説明する。以下では、上記実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
（変形例１）
　上述した実施の形態では、撮像装置の構成例について説明したが、撮像装置の構成は上述した例に限られない。図１２は、本開示の変形例１に係る撮像装置の平面構成の一例を示す図である。また、図１３は、変形例１に係る撮像装置の断面構成の一例を示す図である。
　画素Ｐｒは、画素Ｐｒの光電変換部１２が画素Ｐｇの光電変換部１２の受光面積よりも大きい受光面積を有するように構成されてもよい。また、画素Ｐｂは、画素Ｐｂの光電変換部１２が画素Ｐｇの光電変換部１２の受光面積よりも大きい受光面積を有するように構成されてもよい。
　図１２及び図１３に示す例では、画素Ｐｒの光電変換部１２の大きさは、画素Ｐｇの光電変換部１２の大きさよりも大きく、画素Ｐｒの光電変換部１２の受光面積は、画素Ｐｇの光電変換部１２の受光面積よりも大きい。画素Ｐｒの光電変換部１２のＸ軸方向（又はＹ軸方向）における幅は、画素Ｐｇの光電変換部１２の幅よりも大きくなっている。
　また、画素Ｐｂの光電変換部１２の大きさは、画素Ｐｇの光電変換部１２の大きさよりも大きく、画素Ｐｂにおける光電変換部１２の受光面積は、画素Ｐｇにおける光電変換部１２の受光面積よりも大きい。画素Ｐｂの光電変換部１２のＸ軸方向（又はＹ軸方向）における幅は、画素Ｐｇの光電変換部１２の幅よりも大きくなっている。
　仮に各色の画素の光電変換部が同じ受光面積を有する場合、同色画素間の距離、メタサーフェス層の特性等によっては、図１４に示すように、Ｒ画素とＧ画素とＢ画素の各々の量子効率が、大きく異なってしまう。図１４に示す比較例の場合、Ｒ画素（又はＢ画素）は、Ｇ画素と比べて、量子効率が小さくなっている。
　そこで、図１２及び図１３に示す例のように、Ｒ画素（又はＢ画素）の光電変換部１２の受光面積は、Ｇ画素の光電変換部１２の受光面積よりも大きくてもよい。この場合、図１５に示すように、Ｒ画素とＧ画素とＢ画素の各々の量子効率の差を小さくすることができる。画像の画質が低下することを抑制することが可能となる。
＜２．第２の実施の形態＞
　次に、本開示の第２の実施の形態について説明する。以下では、上述した実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
　図１６は、本開示の第２の実施の形態に係る撮像装置の平面構成の一例を示す図である。図１７及び図１８は、第２の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を示す図である。本実施の形態に係る撮像装置１では、各画素Ｐの遮光部材４０における開口部４５の大きさが異なるように構成され得る。なお、各色の画素Ｐの光電変換部１２は、共に同じ大きさを有していてよい。
　撮像装置１は、例えば、各種の画素Ｐ毎に、遮光部材４０の開口部４５（幅、面積等）が異なるように構成される。この場合、開口部４５の大きさに応じて、光電変換部１２が光を受光する面積が変わる。各色の画素Ｐの光電変換部１２は、その画素Ｐの開口部４５の大きさに対応した受光面積を有し得る。
　画素Ｐｇに対して設けられる開口部４５の大きさは、画素Ｐｂに対して設けられる開口部４５の大きさよりも大きくてもよい。画素Ｐｇにおける開口部４５を有する遮光部材（遮光部材４０ｇと称する）と、画素Ｐｂにおける開口部４５を有する遮光部材（遮光部材４０ｂと称する）とが、互いに異なる面積（開口面積）を有するともいえる。
　また、画素Ｐｇに対して設けられる開口部４５の大きさは、画素Ｐｒに対して設けられる開口部４５の大きさよりも大きくてもよい。画素Ｐｇにおける開口部４５を有する遮光部材４０ｇと、画素Ｐｒにおける開口部４５を有する遮光部材（遮光部材４０ｒと称する）とが、互いに異なる開口面積を有するともいえる。
　図１７に示す例では、遮光部材４０ｇの開口部４５の幅Ｗ１は、遮光部材４０ｂの開口部４５の幅Ｗ２よりも大きい。画素Ｐｇの光電変換部１２が受光可能な面積は、画素Ｐｂの光電変換部１２が受光可能な面積よりも大きくなる。また、図１８に示すように、遮光部材４０ｇの開口部４５の幅Ｗ１は、遮光部材４０ｒの開口部４５の幅Ｗ３よりも大きくてもよい。画素Ｐｇの光電変換部１２が受光可能な面積は、画素Ｐｒの光電変換部１２が受光可能な面積よりも大きくなる。
　なお、図１６～図１８に示す例では、遮光部材４０ｇと遮光部材４０ｂと遮光部材４０ｒとは、例えば、連続して形成され、一体に設けられる。遮光部材４０ｇと遮光部材４０ｂと遮光部材４０ｒとは、一体に設けられてもよく、互いに分離して設けられてもよい。
　本実施の形態に係る撮像装置１は、各色の画素Ｐにおける開口部４５の大きさが異なるように構成される。各色の画素Ｐにおける開口面積が調整され、各色の画素Ｐ間の量子効率の差を小さくすることが可能となる。各画素の画素信号を用いて生成される画像の画質低下を防ぐことが可能となる。
　図１９は、第２の実施の形態に係る撮像装置の別の構成例を説明するための図である。画素Ｐｇに対して設けられる開口部４５の大きさは、画素Ｐｂ（又は画素Ｐｒ）に対して設けられる開口部４５の大きさよりも小さくてもよい。例えば、光学層７０の光学特性に応じて、撮像装置１は、画素Ｐｇの開口部４５が画素Ｐｂ（又は画素Ｐｒ）の開口部４５よりも小さい面積（開口面積）を有するように構成されてもよい。
［作用・効果］
　本実施の形態に係る光検出装置は、第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層（光学層７０）と、光学層を介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子をそれぞれ有する複数の第１画素（例えば画素Ｐｇ）と、光学層を介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子をそれぞれ有する複数の第２画素（例えば画素Ｐｂ）とを備える。第１画素同士の間隔は、第２画素同士の間隔とは異なる。第１画素は、光学層と第１光電変換素子との間に設けられ、光が入射する第１開口部（開口部４５）を有する第１遮光部材（例えば遮光部材４０ｇ）を有する。第２画素は、光学層と第２光電変換素子との間に設けられ、光が入射する第２開口部を有する第２遮光部材（例えば遮光部材４０ｂ）を有する。第１開口部の幅は、第２開口部の幅とは異なる。
　本実施の形態に係る光検出装置は、複数の構造体５１を有する光学層７０と、遮光部材４０ｇを有する画素Ｐｇと、遮光部材４０ｂを有する画素Ｐｂとを備える。遮光部材４０ｇの開口部４５の幅は、遮光部材４０ｂの開口部４５の幅とは異なる。このため、光検出装置（撮像装置１）は、各画素の感度を適切に向上させることが可能となる。入射光に対する特性を向上可能な光検出装置を実現することが可能となる。
＜３．第３の実施の形態＞
　次に、本開示の第３の実施の形態について説明する。以下では、上述した実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
　図２０は、本開示の第３の実施の形態に係る撮像装置の平面構成の一例を示す図である。図２１は、第３の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を示す図である。本実施の形態に係る撮像装置１は、図２０及び図２１に示すように、レンズ８１を有する。レンズ８１（レンズ部）は、上方から入射する光を光電変換部１２側へ導く。
　レンズ８１は、例えば、画素Ｐ毎または複数の画素Ｐ毎に、光電変換部１２の上方に設けられる。図２１に示す例では、レンズ８１は、絶縁層８０において、開口部４５を有する遮光部材４０の上に形成される。レンズ８１は、光を集光するレンズであり、インナーレンズとも呼ばれる光学部材である。
　レンズ８１には、光学層７０を介して、計測対象である被写体からの光が入射する。レンズ８１は、光学層７０の導光部６０を介して入射する光を、画素Ｐの光電変換部１２側へ導く。画素Ｐの光電変換部１２は、光学層７０とレンズ８１と開口部４５とを介して入射する光を受光して光電変換する。
　本実施の形態に係る撮像装置１では、各画素Ｐにおけるレンズ８１の大きさが異なるように構成される。例えば、撮像装置１は、各種の画素Ｐ毎に、レンズ８１の大きさ（幅、面積等）が異なるように構成される。一例として、画素Ｐｇに設けられるレンズ８１の大きさと、画素Ｐｒ（又は画素Ｐｂ）に設けられるレンズ８１の大きさとは異なる。
　画素Ｐｇのレンズ８１の大きさは、図２１に示す例のように、画素Ｐｂのレンズ８１の大きさよりも大きくてもよい。また、画素Ｐｇのレンズ８１の大きさは、画素Ｐｒのレンズ８１の大きさよりも大きくてもよい。例えば、画素Ｐｒ（又は画素Ｐｂ）と比較して、より広い範囲から画素Ｐｇの光電変換部１２へ光が集光されるように、画素Ｐｇのレンズ８１のＸ軸方向（又はＹ軸方向）における幅、及びＺ軸方向における高さ（厚さ）等が設定される。
　本実施の形態に係る撮像装置１は、各色の画素Ｐにおけるレンズ８１の大きさが異なるように構成される。各色の画素Ｐにおけるレンズ８１の大きさを調整することで、各色の画素Ｐ間の量子効率の差を小さくすることができる。画像の画質低下を抑制することが可能となる。
　図２２は、第３の実施の形態に係る撮像装置の別の構成例を説明するための図である。画素Ｐｇに対して設けられるレンズ８１の大きさは、画素Ｐｂ（又は画素Ｐｒ）に対して設けられるレンズ８１の大きさよりも小さくてもよい。例えば、光学層７０の光学特性に応じて、画素Ｐｇのレンズ８１は、画素Ｐｂ（又は画素Ｐｒ）のレンズ８１の幅よりも小さい幅を有するように構成されてもよい。
［作用・効果］
　本実施の形態に係る光検出装置は、第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層（光学層７０）と、第１レンズ（レンズ８１）と、光学層及び第１レンズを介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子とを有する第１画素（例えば画素Ｐｇ）と、第２レンズと、光学層及び第２レンズを介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子とを有する第２画素（例えば画素Ｐｂ）とを備える。第１レンズの大きさは、第２レンズの大きさとは異なる。
　本実施の形態に係る光検出装置では、複数の構造体５１を有する光学層７０が設けられる。画素Ｐｇのレンズ８１の大きさは、画素Ｐｂのレンズ８１の大きさとは異なる。このため、光検出装置（撮像装置１）は、各画素の感度を適切に向上させることが可能となる。入射光に対する特性を向上可能な光検出装置を実現することが可能となる。
＜４．第４の実施の形態＞
　次に、本開示の第４の実施の形態について説明する。以下では、上述した実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
　図２３は、本開示の第４の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を示す図である。本実施の形態に係る撮像装置１は、図２３に示すように、フィルタ８５を有する。フィルタ８５は、入射する光のうちの特定の波長域の光を選択的に透過させるように構成される。
　フィルタ８５は、例えば、画素Ｐ毎または複数の画素Ｐ毎に、光電変換部１２の上方に設けられる。画素Ｐの光電変換部１２は、光学層７０及びフィルタ８５を介して入射する光を光電変換する。図２３に示す例では、フィルタ８５は、絶縁層８０において、遮光部材４０の開口部４５に対して設けられる。例えば、フィルタ８５の少なくとも一部が、開口部４５内に設けられる。
　フィルタ８５は、例えば、ＲＧＢのカラーフィルタである。撮像装置１では、例えば、画素Ｐｒは、赤（Ｒ）の光を透過するフィルタ８５を有する。画素Ｐｇは、緑（Ｇ）の光を透過するフィルタ８５を有する。また、画素Ｐｂは、青（Ｂ）の光を透過するフィルタ８５を有する。なお、フィルタ８５は、Ｃｙ（シアン）、Ｙｅ（イエロー）、Ｍｇ（マゼンタ）等の補色系のカラーフィルタであってもよい。また、赤外光を透過するフィルタを配置してもよい。
　本実施の形態に係る撮像装置１では、各種の画素Ｐのフィルタ８５は、異なる厚さ又は材料を有し、互いに異なる透過率を有するように構成される。例えば、撮像装置１は、各色の画素Ｐ毎に、フィルタ８５の厚さ（高さ）が異なるように構成される。一例として、画素Ｐｇに設けられるフィルタ８５の厚さと、画素Ｐｒ（又は画素Ｐｂ）に設けられるフィルタ８５の厚さとは異なる。
　各色の画素Ｐのフィルタ８５は、互いに異なる透過率を有する材料を用いて構成されてもよい。一例として、画素Ｐｇのフィルタ８５は、画素Ｐｒ（又は画素Ｐｂ）のフィルタ８５の透過率よりも低い透過率を有する材料を用いて構成されてもよい。
　図２３に示す例では、画素Ｐｇのフィルタ８５のＺ軸方向における厚さ（高さ）は、画素Ｐｂのフィルタ８５の厚さ（高さ）よりも小さい。また、画素Ｐｇのフィルタ８５の厚さは、画素Ｐｒのフィルタ８５の厚さよりも小さくてもよい。これにより、画素Ｐｇの光電変換部１２の受光量を増加させることが可能となる。
　本実施の形態に係る撮像装置１では、例えば、各色の画素Ｐにおけるフィルタ８５の厚さ又は材料が異なる。各色の画素Ｐのフィルタ８５は、互いに異なる透過率を有するように構成され得る。このため、各色の画素Ｐのフィルタ８５における光の透過量を調整し、各色の画素Ｐ間の量子効率の差を小さくすることが可能となる。画像の画質低下が生じることを防ぐことが可能となる。
　図２４は、第４の実施の形態に係る撮像装置の別の構成例を説明するための図である。画素Ｐｇに対して設けられるフィルタ８５の透過率は、画素Ｐｂ（又は画素Ｐｒ）に対して設けられるフィルタ８５の透過率よりも小さくてもよい。例えば、光学層７０の光学特性に応じて、画素Ｐｇのフィルタ８５は、画素Ｐｂ（又は画素Ｐｒ）のフィルタ８５の厚さよりも大きい厚さを有していてもよい。
［作用・効果］
　本実施の形態に係る光検出装置は、第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層（光学層７０）と、第１フィルタ（フィルタ８５）と、光学層及び第１フィルタを介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子とを有する第１画素（例えば画素Ｐｇ）と、第２フィルタと、光学層及び第２フィルタを介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子とを有する第２画素（例えば画素Ｐｂ）とを備える。第１フィルタと第２フィルタとは、互いに異なる厚さ又は材料を有する。
　本実施の形態に係る光検出装置では、複数の構造体５１を有する光学層７０が設けられる。画素Ｐｇのフィルタ８５と画素Ｐｂのフィルタ８５とは、互いに異なる厚さ又は材料を有する。このため、光検出装置（撮像装置１）は、各画素の感度を適切に向上させることが可能となる。入射光に対する特性を向上可能な光検出装置を実現することが可能となる。
＜５．第５の実施の形態＞
　次に、本開示の第５の実施の形態について説明する。以下では、上述した実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
　図２５は、本開示の第５の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を示す図である。本実施の形態に係る撮像装置１は、図２５に示すように、フィルタ８５と、導光部材７５を含む光学層７１を有する。フィルタ８５及び光学層７１は、光学層７０と半導体層１０との間に設けられる。図２５に示す例では、フィルタ８５及び光学層７１は、絶縁層８０に設けられる。
　撮像装置１は、光学層７０と、フィルタ８５と、光学層７１と、半導体層１０と、多層配線層９０とがＺ軸方向に積層された構成を有する。光が入射する側から、光学層７０と、フィルタ８５と、光学層７１と、半導体層１０と、多層配線層９０とが設けられる。
　フィルタ８５は、上述のように、入射光のうち特定の波長域の光を選択的に透過させるように構成される。フィルタ８５は、ＲＧＢのカラーフィルタ、赤外光を透過するフィルタ等である。フィルタ８５は、例えば、画素Ｐ毎または複数の画素Ｐ毎に、光学層７０と光学層７１との間に設けられる。
　光学層７１は、複数の導光部材７５を有し、入射した光を光電変換部１２側に導光するように構成される。光学層７１は、導光部材７５（導光部）を利用し、光を光電変換部１２側へ伝搬させる。光学層７１は、例えば、光学層７０とフィルタ８５とを介して入射する光を集光するように構成される。光学層７１は、光を集光する集光層ともいえる。
　導光部材７５は、例えば、レンズ８１により構成される。導光部材７５は、光を集光するレンズ８１であり、インナーレンズともいえる。導光部材７５としてのレンズ８１は、光学層７０の導光部６０とフィルタ８５とを介して入射する光を、画素Ｐの光電変換部１２側へ導く。画素Ｐの光電変換部１２は、光学層７０とフィルタ８５と光学層７１（集光層）とを介して入射する光を受光して光電変換する。
　レンズ８１は、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化シリコン（ＳｉＯ）、樹脂材料等により構成される。なお、レンズ８１は、アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）により構成されてもよく、その他の材料を用いて形成されてもよい。レンズ８１は、絶縁層８０の絶縁膜（例えばシリコン酸化膜）の屈折率よりも高い屈折率を有する他の材料を用いて形成されてもよい。
　レンズ８１の構成（形状、大きさ等）は、適宜変更可能であり、例えば矩形状のレンズであってもよい。導光部材７５は、他の例として、光を導く導波路として構成されてもよい。また、導光部材７５は、複数の構造体（例えば高屈折率部材）を有し、光を集光するように構成されてもよい。導光部材７５は、光を集光する光学部材として構成され、集光部材ともいえる。
　本実施の形態に係る撮像装置１では、フィルタ８５と光電変換部１２との間に、導光部材７５が設けられる。このため、図２６において矢印で模式的に示す例のように、光電変換部１２へ適切に光を導光することができる。光電変換部１２に効率よく光を導くことができ、量子効率（ＱＥ）を向上させることができる。入射光に対する感度をより向上させることが可能となる。
　撮像装置１では、導光部材７５が設けられることで、集光スポットの偏心量を小さくすることができる。斜入射光の場合も、光電変換部１２へ適切に光を導光することが可能となる。このため、像高が低い領域の画素Ｐと像高が高い領域の画素Ｐとで、入射光に対する感度に大きな差異が生じることを防ぐことができる。画素毎に１画素サイズよりも広い範囲から光を集めつつ、シェーディングを抑制することが可能となる。
　撮像装置１をレンズ交換式のカメラに適用する場合、様々な射出瞳距離に対応して、斜入射光に対する特性を改善させることができる。光電変換部１２における光の受光量を増加させ、量子効率を改善させることができる。画素信号を用いて生成される画像の画質低下を抑制することが可能となる。
　また、本実施の形態では、導光部材７５は、上述したように、フィルタ８５と光電変換部１２との間に設けられる。フィルタ８５上に導光部材７５を配置して光学層７０によって導光部材７５側へ光を集光する場合と比較して、撮像装置１を低背化しつつ、斜入射特性を改善することが可能となる。また、フィルタ８５の構成材料（例えば顔料）に起因する感度ムラの増大を防ぐことができる。
　図２７は、第５の実施の形態に係る撮像装置の異なる像高の位置における断面構成例を示す図である。図２７は、図２５の場合よりも、画素部１００（画素アレイ）の中心からの距離、即ち、像高が高い領域における断面構成の一例を示している。なお、画素部１００の中央領域では、画素Ｐは、例えば、上述した図２５に示すように構成される。
　撮像装置１の画素部１００の中央部分には、例えば、光学レンズからの光がほぼ垂直に入射する。中央部分よりも外側に位置する周辺部分、即ち画素部１００の中央から離れた領域には、図２７において矢印で模式的に示す例のように、光が斜めに入射する。撮像装置１では、各画素Ｐにおける導光部６０、フィルタ８５、導光部材７５、遮光部材４０等の位置が、画素部１００の中心からの距離、即ち、像高に応じて異なるように構成され得る。
　図２７に示すように、例えば、導光部材７５としてのレンズ８１は、光電変換部１２に対して、画素部１００の中央側にずらして配置される。図２７に示す例では、導光部材７５は、画素Ｐの光電変換部１２に対して、右方向にシフトして設けられるともいえる。また、画素Ｐの導光部６０、フィルタ８５、遮光部材４０等も、その画素Ｐの光電変換部１２に対して画素部１００の中央側にずらして配置され得る。
　図２７に示す例では、光学層７０（又は光学層７１）と半導体層１０との積層方向（Ｚ軸方向）と直交する方向において、導光部材７５の中心位置は、光電変換部１２の中心位置と異なっている。画素Ｐの導光部材７５の中心は、その画素Ｐの光電変換部１２の中心よりも画素部１００の中心に近い位置にある。光学層７０と半導体層１０との積層方向と直交する平面において、画素Ｐの導光部６０、フィルタ８５、及び遮光部材４０の各々の中心も、その画素Ｐの光電変換部１２の中心よりも画素部１００の中心に近い位置に位置し得る。
　光電変換部１２の中心と遮光部材４０の中心（即ち開口部４５の中心）との距離ｄ１、光電変換部１２の中心と導光部材７５の中心との距離ｄ２、光電変換部１２の中心とフィルタ８５の中心との距離ｄ３、光電変換部１２の中心と導光部６０の中心との距離ｄ４とすると、遮光部材４０及び導光部材７５及びフィルタ８５及び導光部６０は、ｄ１≦ｄ２≦ｄ３≦ｄ４を満たすように形成され得る。
　撮像装置１の画素部１００では、上述のように、導光部材７５の位置およびフィルタ８５の位置等が、像高に応じて調整され、瞳補正を適切に行うことができる。図２８において矢印で模式的に示すように、光電変換部１２へ適切に光を導くことができる。各画素Ｐの光電変換部１２へ入射する光の光量が低下することを抑制し、入射光に対する感度が低下することを抑制することが可能となる。
　図２９及び図３０は、第５の実施の形態に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。撮像装置１では、各種の画素Ｐ毎に、導光部材７５の大きさが異なるように構成されてもよい。例えば、各色の画素Ｐ毎に、レンズ８１の曲率が異なるように構成される。一例として、画素Ｐｇのレンズ８１のＺ軸方向の厚さ（高さ）と、画素Ｐｒ（又は画素Ｐｂ）のレンズ８１のＺ軸方向の厚さとは異なる。
　画素Ｐｇの導光部材７５は、例えば、図２９に示す例のように、画素Ｐｇのレンズ８１が画素Ｐｂのレンズ８１の曲率よりも大きい曲率を有するように構成される。また、画素Ｐｒの導光部材７５は、例えば、図３０に示す例のように、画素Ｐｒのレンズ８１が画素Ｐｇのレンズ８１の曲率よりも大きい曲率を有するように構成され得る。
　画素Ｐｇのレンズ８１の曲率は、例えば、画素Ｐｂのレンズ８１の曲率よりも大きく、画素Ｐｒのレンズ８１の曲率よりも小さい。検出対象の光の波長域に対応して、各色の画素Ｐの導光部材７５のレンズパワーを調整することで、各色の画素Ｐの量子効率を改善させることができる。画像の画質低下を抑制することが可能となる。
　図３１は、第５の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を説明するための図である。また、図３２は、撮像装置の平面構成の一例を説明するための図である。撮像装置１は、例えば、図３１及び図３２に示す例のように、位相差検出に利用可能な画素Ｐ２ａ及び画素Ｐ２ｂを有し得る。
　画素Ｐ２ａ及び画素Ｐ２ｂは、開口部４５が設けられた遮光部材４０を有し、撮像レンズ等の光学系の互いに異なる領域を通過した光を受光するように構成される。画素Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、位相差画素（又は像面位相差画素）といえる。撮像装置１では、例えば、画素部１００の全面において、複数の画素Ｐ２ａ及び複数の画素Ｐ２ｂが離散的に設けられる。
　撮像装置１では、画素Ｐ２ａの光電変換部１２と画素Ｐ２ｂの光電変換部１２によって、光学系の互いに異なる領域を通過した光が受光され、瞳分割が行われる。一方の光電変換部１２で光電変換された電荷に基づく画素信号と、他方の光電変換部１２で光電変換された電荷に基づく画素信号とを用いることで、位相差データ（位相差情報）を得ることができる。位相差データを用いることで、位相差ＡＦ（Auto Focus）を行うことができる。
　画素Ｐ２ａ及び画素Ｐ２ｂは、例えば、それぞれ、フィルタ８５として、Ｗ（ホワイト）に対応したフィルタ、即ち入射光の全波長域の光を透過させるフィルタを有していてもよい。画素Ｐ２ａ及び画素Ｐ２ｂには、ＲＧＢのカラーフィルタ、赤外光を透過するフィルタ等のフィルタ８５を設けなくてもよい。
　撮像装置１では、画素Ｐ２ａ，Ｐ２ｂに導光部材７５が設けられることで、計測対象としての被写体からの光を光電変換部１２へ適切に導くことができる。このため、位相差検出の精度が低下することを抑制し、ＡＦ性能の低下を抑制することが可能となる。斜入射光に対する特性を改善することができ、例えば位相差検出が可能なＡＦエリアが制限されてしまうことを回避することが可能となる。
　図３３は、第５の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を説明するための図である。また、図３４は、撮像装置の平面構成の一例を説明するための図である。撮像装置１の各画素Ｐは、それぞれ、複数の光電変換部１２（図３３及び図３４に示す例では、光電変換部１２ａ、光電変換部１２ｂ）を有していてもよい。撮像装置１では、光電変換部１２ａと光電変換部１２ｂによって、撮像レンズ等の光学系の互いに異なる領域を通過した光が受光され、瞳分割が行われる。
　光電変換部１２ａで変換された電荷に基づく画素信号と、光電変換部１２ｂで変換された電荷に基づく画素信号とを用いることで、位相差データを得ることができ、位相差ＡＦを行うことができる。撮像装置１の画素Ｐ（Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素等）は、位相差検出に利用可能な画素でもあり、位相差画素（又は像面位相差画素）ともいえる。
　図３５Ａ～図３５Ｇは、第５の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を示す図である。まず、図３５Ａに示すように、半導体層１０に、各画素Ｐの光電変換部１２、分離部３０（分離領域）等を形成する。そして、図３５Ｂに示すように、半導体層１０上に、遮光部材４０を形成した後、導光部材７５として、例えばレンズ８１を形成する。
　次に、レンズ８１及び遮光部材４０を覆うように絶縁膜（例えばＳｉＯ２膜）を形成し、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）を行うことによって、図３５Ｃに示すように、光学層７１を含む絶縁層８０（スペーサ層）が形成される。そして、図３５Ｄに示すように、絶縁層８０の絶縁膜の上に、各画素Ｐのフィルタ８５を形成する。
　次に、図３５Ｅに示すように、フィルタ８５上に、絶縁層８０の一部を構成する絶縁膜（例えばＳｉＯ２膜）を形成する。そして、絶縁層８０上に高屈折材料からなる高屈折率部（例えばＳｉＮ膜又はＴｉＯ膜）を形成した後、リソグラフィ及びエッチングによって高屈折率部を部分的に除去することで、図３５Ｆに示すように、構造体５１が形成される。なお、絶縁層８０と構造体５１との間に、ストッパー膜６６を設けてもよい。
　そして、図３５Ｇに示すように、複数の構造体５１の周囲に充填部材５５を形成し、充填部材５５に対して平坦化処理を行う。構造体５１及び充填部材５５の上に、反射防止膜６５を設けてもよい。以上のような製造方法によって、図２５等に示す撮像装置１を製造することができる。なお、上述した製造方法は、あくまでも一例であって、他の製造方法を採用してもよい。
［作用・効果］
　本実施の形態に係る光検出装置は、第１方向（例えばＸ軸方向）に並ぶように設けられる複数の第１構造体（構造体５１）を有する光学層（光学層７０）と、半導体層（半導体層１０）に設けられる第１光電変換素子（光電変換部１２）と、光学層と第１光電変換素子との間に設けられ、第１波長の光を透過する第１フィルタ（フィルタ８５）と、第１フィルタと第１光電変換素子との間に設けられ、光学層と第１フィルタとを介して入射する光を第１光電変換素子へ導く第１導光部材（導光部材７５）とを備える。
　本実施の形態に係る光検出装置（撮像装置１）では、複数の構造体５１を有する光学層７０と、導光部材７５が設けられる。このため、光学層７０を介して入射する光を光電変換部１２へ適切に導くことができる。入射光に対する特性を向上可能な光検出装置を実現することが可能となる。
　次に、本開示の変形例について説明する。以下では、上記実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
（変形例２）
　図３６及び図３７は、本開示の変形例２に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。図３７は、図３６の場合よりも、画素部１００（画素アレイ）の中心からの距離、即ち、像高が高い領域における断面構成の一例を示している。撮像装置１は、図３６又は図３７に示す例のように、遮光部材４１を有し得る。
　遮光部材４１は、光を遮る部材により構成された遮光部（遮光膜）であり、隣り合う導光部材７５の間に設けられる。図３６に示す例では、遮光部材４１は、隣り合う複数のレンズ８１の間に設けられる。遮光部材４１は、例えば、壁状の構造体であり、遮光壁ともいえる。遮光部材４１は、例えば、絶縁層８０において導光部材７５の周囲に設けられる。
　遮光部材４１（遮光壁）は、導光部材７５としてのレンズ８１の側部に位置する。遮光部材４１は、平面視において、導光部材７５（レンズ８１）の四方を囲むように設けられ得る。遮光部材４１は、例えば、隣り合う複数の導光部材７５の間から、遮光部材４０に達するように設けられる。なお、遮光部材４１は、図３６に示す例のように、フィルタ８５の近傍まで設けられてもよい。
　遮光部材４１は、例えば、光を吸収する材料により構成され、入射した光を吸収する。遮光部材４１は、一例として、タングステン（Ｗ）により構成される。遮光部材４１は、導光部材７５の周囲に入射する不要な光を吸収する。なお、遮光部材４１は、光を遮光する他の材料を用いて形成されてもよい。
　撮像装置１では、遮光部材４１の位置が、画素部１００の中心からの距離に応じて異なるように構成され得る。例えば、図３７に示す例のように、遮光部材４１は、光電変換部１２に対して、画素部１００の中央側にずらして配置される。図３７に示す例では、遮光部材４１は、画素Ｐの光電変換部１２に対して、右方向にシフトして設けられる。
　撮像装置１では、遮光部材４１が設けられることで、周囲の画素への光の漏れ込みを抑制することができる。不要な光が周囲に漏れることを抑制し、混色が生じることを抑制することができる。また、フレアが生じることを抑制し、画像の画質低下を防ぐことが可能となる。
　図３８は、変形例２に係る撮像装置の別の構成例を説明するための図である。遮光部材４１は、図３８に示す例のように、遮光部材４１の上端部（先端部）が導光部材７５としてのレンズ８１の上端部（先端部）よりも下方に位置するように設けられてもよい。この場合、斜入射特性を改善させることが期待できる。
（変形例３）
　図３９は、変形例３に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。導光部材７５は、光を導く導波路７６により構成されてもよい。撮像装置１は、導光部材７５によって光電変換部１２へ光を導く導波路構造を有し得る。図３９に示す例では、導波路７６は、光学層７０及びフィルタ８５を介して入射する光を、光電変換部１２側へ伝搬するように構成される。
　導波路７６は、例えば、導波路７６の周囲の部材、即ち絶縁層８０の絶縁膜とは異なる屈折率を有する材料により構成される。導波路７６を構成する材料は、周囲の媒質との屈折率差、計測対象とする光の波長域等に応じて選択され得る。導波路７６は、例えば、高屈折率材料により構成され、高屈折率部ともいえる。
　導波路７６は、一例として、窒化シリコン（ＳｉＮ）によって構成される。なお、導波路７６は、ＴｉＯ、ａ－Ｓｉ、ＧａＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ等を用いて構成されてもよい。導波路７６は、シリコン化合物または金属化合物により構成されてもよく、その他の材料を用いて形成されてもよい。
　導光部材７５としての導波路７６は、導光部６０とフィルタ８５とを介して入射する光を、画素Ｐの光電変換部１２側へ導く。画素Ｐの光電変換部１２は、光学層７０とフィルタ８５と光学層７１とを介して入射する光を受光して光電変換する。本変形例の場合も、導光部材７５によって光電変換部１２へ効率よく光を導くことができ、量子効率を向上させることができる。入射光に対する感度を向上させることが可能となる。
　図４０及び図４１は、変形例３に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。撮像装置１では、例えば、各種の画素Ｐ毎に、導光部材７５の大きさが異なるように構成され得る。例えば、各色の画素Ｐ毎に、導波路７６の径（幅）が異なるように構成されてよい。一例として、画素Ｐｇの導波路７６のＸ軸方向（又はＹ軸方向）における幅と、画素Ｐｒ（又は画素Ｐｂ）の導波路７６のＸ軸方向（又はＹ軸方向）における幅とは異なる。
　図４０及び図４１に示す例のように、画素Ｐｇの導波路７６の大きさ（幅、断面積）は、例えば、画素Ｐｂの導波路７６の大きさよりも大きく、画素Ｐｒの導波路７６の大きさよりも小さくてよい。検出対象の光の波長域に対応して、各色の画素Ｐの導光部材７５（導波路７６）の大きさを調整することで、各色の画素Ｐの量子効率を改善させることができる。
（変形例４）
　図４２は、変形例４に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。光学層７１は、複数の構造体５２と、構造体５２の周囲に設けられる充填部材５６とを有する。光学層７１の構造体５２は、一例として、柱状の形状を有する。構造体５２及び充填部材５６は、例えば、互いに異なる屈折率を有する材料を用いて構成される。
　光学層７１の導光部材７５は、複数の構造体５２と充填部材５６を含み、光を集光するように構成され得る。構造体５２は、例えば、計測対象とする光の波長域以下の大きさを有する。充填部材５６は、構造体５２の周囲を充填するように配置される。充填部材５６は、保護部材または支持部材ともいえる。
　構造体５２は、充填部材５６の屈折率とは異なる屈折率を有する。構造体５２は、構造体５２の周囲に形成される媒質層、即ち充填部材５６の屈折率とは異なる屈折率を有する。充填部材５６は、構造体５２とは異なる屈折率を有する材料層ともいえる。
　光学層７１の構造体５２は、例えば、充填部材５６の屈折率より高い屈折率を有する。構造体５２は、充填部材５６の屈折率よりも高い屈折率を有する材料により構成され得る。構造体５２は、例えば、窒化シリコンを用いて構成される。構造体５２は、ＴｉＯ、ａ－Ｓｉ、ＧａＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ等により構成されてもよく、他の材料を用いて形成されてもよい。
　充填部材５６は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、又は炭化シリコン等により構成される。充填部材５６は、他のシリコン化合物を用いて形成されてもよい。また、充填部材５６は、樹脂材料によって構成されてもよい。
　構造体５２及び充填部材５６の材料は、周囲の媒質との屈折率差、計測対象となる入射光の波長域等に応じて選択され得る。構造体５２及び充填部材５６は、無機材料を用いて構成されてもよく、有機材料を用いて構成されてもよい。また、構造体５２又は充填部材５６は、空隙（空洞）を用いて構成されてもよい。例えば、充填部材５６は、空気（空隙）を含んで構成されてもよい。
　光学層７１の構造体５２は、例えば、高屈折率材料により構成され、高屈折率部材（高屈折率部）ともいえる。光学層７１では、例えば、所望の屈折率分布が得られるように、複数の構造体５２が配置される。複数の構造体５２は、一例として、図４３Ａまたは図４３Ｂに示す例のように、同心円状の形状を有していてもよい。
　構造体５２を有する導光部材７５は、導光部６０とフィルタ８５とを介して入射する光を、画素Ｐの光電変換部１２側へ導く。画素Ｐの光電変換部１２は、光学層７０とフィルタ８５と光学層７１とを介して入射する光を受光して光電変換する。本変形例の場合も、導光部材７５によって光電変換部１２へ効率よく光を導くことができ、量子効率を向上させることができる。入射光に対する感度を向上させることが可能となる。
　図４４及び図４５は、変形例４に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。撮像装置１では、例えば、各種の画素Ｐ毎に、導光部材７５（又は画素Ｐ）における構造体５２が占める割合が異なるように構成され得る。例えば、各色の画素Ｐ毎に、構造体５２の配置数、構造体５２の大きさ等が異なるように構成される。
　一例として、画素Ｐｇの導光部材７５における構造体５２が占める割合と、画素Ｐｒ（又は画素Ｐｂ）の導光部材７５における構造体５２が占める割合とは異なる。画素Ｐｇの導光部材７５における構造体５２が占める割合は、例えば、画素Ｐｂの導光部材７５における構造体５２が占める割合よりも大きくてよい。
　また、画素Ｐｇの導光部材７５における構造体５２が占める割合は、画素Ｐｒの導光部材７５における構造体５２が占める割合よりも小さくてよい。検出対象の光の波長域に対応して、各色の画素Ｐにおける構造体５２が占める割合が調整され、構造体５２と充填部材５６の屈折率（実効屈折率）を設定することができる。このため、各色の画素Ｐの量子効率を改善させることができる。
（変形例５）
　図４６は、変形例５に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。撮像装置１の光学層７０は、複数層（複数段）の構造体５１を用いて構成されてもよい。導光部６０は、複数層の構造体５１を有し、入射した光を光電変換部１２側に導光するように構成される。撮像装置１は、互いに積層するように設けられた複数の構造体（図４６に示す例では、２層（２段）の構造体５１）を有する。
　光学層７０（又は導光部６０）は、３層、又は４層以上の複数の構造体が積層された積層構造を有していてもよい。なお、光学層７０の導光部材７５は、レンズ８１により構成されてもよく、導波路７６により構成されてもよい。また、例えば、導光部材７５は、上述のように、構造体５２を用いて構成されてもよい。
＜６．適用例＞
　上記撮像装置１等は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話等、撮像機能を備えたあらゆるタイプの電子機器に適用することができる。図４７は、電子機器１０００の概略構成を表したものである。
　電子機器１０００は、例えば、レンズ群１００１と、撮像装置１と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）回路１００２と、フレームメモリ１００３と、表示部１００４と、記録部１００５と、操作部１００６と、電源部１００７とを有し、バスライン１００８を介して相互に接続されている。
　レンズ群１００１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで撮像装置１の撮像面上に結像するものである。撮像装置１は、レンズ群１００１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号としてＤＳＰ回路１００２に供給する。
　ＤＳＰ回路１００２は、撮像装置１から供給される信号を処理する信号処理回路である。ＤＳＰ回路１００２は、撮像装置１からの信号を処理して得られる画像データを出力する。フレームメモリ１００３は、ＤＳＰ回路１００２により処理された画像データをフレーム単位で一時的に保持するものである。
　表示部１００４は、例えば、液晶パネルや有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル等のパネル型表示装置からなり、撮像装置１で撮像された動画または静止画の画像データを、半導体メモリやハードディスク等の記録媒体に記録する。
　操作部１００６は、ユーザによる操作に従い、電子機器１０００が所有する各種の機能についての操作信号を出力する。電源部１００７は、ＤＳＰ回路１００２、フレームメモリ１００３、表示部１００４、記録部１００５および操作部１００６の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給するものである。
＜７．応用例＞
（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。
　図４８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４８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４８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４９は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図４９では、車両１２１００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。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、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４９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移動体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、例えば、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、例えば、撮像装置１等は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、高精細な撮影画像を得ることが可能となる。移動体制御システムにおいて撮影画像を利用した高精度な制御を行うことが可能となる。
（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５０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５０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５１は、図５０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は、撮像素子で構成される。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、例えば、内視鏡１１１００のカメラヘッド１１１０２に設けられた撮像部１１４０２に好適に適用され得る。撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、高精細な内視鏡１１１００を提供することが可能となる。
　以上、実施の形態、変形例および適用例ならびに応用例を挙げて本開示を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した変形例は、上記実施の形態の変形例として説明したが、各変形例の構成を適宜組み合わせることができる。
　上記実施の形態等では、撮像装置を例示して説明するようにしたが、本開示の光検出装置は、例えば、入射する光を受光し、光を電荷に変換するものであればよい。出力される信号は、画像情報の信号でもよいし、測距情報の信号でもよい。光検出装置（撮像装置）は、イメージセンサ、測距センサ等に適用され得る。なお、本開示は、裏面照射型イメージセンサに限定されるものではなく、表面照射型イメージセンサにも適用可能である。
　本開示に係る光検出装置は、ＴＯＦ（Time Of Flight）方式の距離計測が可能な測距センサとしても適用され得る。各画素の受光素子（光電変換部）は、ＡＰＤ（Avalanche Photo Diode：アバランシェフォトダイオード）であってもよい。受光素子は、例えば、ＳＰＡＤ（単一光子アバランシェダイオード）により構成され得る。光検出装置（撮像装置）は、イベントを検出可能なセンサ、例えば、イベント駆動型のセンサ（ＥＶＳ（Event Vision Sensor）、ＥＤＳ（Event Driven Sensor）、ＤＶＳ（Dynamic Vision Sensor）等と呼ばれる）としても適用され得る。
　本開示の一実施形態の光検出装置は、複数の構造体を有する光学層と、光学層を介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子をそれぞれ有する複数の第１画素と、光学層を介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子をそれぞれ有する複数の第２画素とを備える。第１画素同士の間隔は、第２画素同士の間隔とは異なる。第１光電変換素子の受光面積は、第２光電変換素子の受光面積とは異なる。このため、光検出装置は、画素の感度を適切に向上させることが可能となる。入射光に対する特性を向上可能な光検出装置を実現することが可能となる。
　本開示の一実施形態の光検出装置は、複数の構造体を有する光学層と、光学層を介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子をそれぞれ有する複数の第１画素と、光学層を介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子をそれぞれ有する複数の第２画素とを備える。第１画素同士の間隔は、第２画素同士の間隔とは異なる。第１画素は、光学層と第１光電変換素子との間に設けられ、光が入射する第１開口部を有する第１遮光部材を有する。第２画素は、光学層と第２光電変換素子との間に設けられ、光が入射する第２開口部を有する第２遮光部材を有する。第１開口部の幅は、第２開口部の幅とは異なる。このため、光検出装置は、画素の感度を適切に向上させることが可能となる。入射光に対する特性を向上可能な光検出装置を実現することが可能となる。
　本開示の一実施形態の光検出装置は、複数の構造体を有する光学層と、第１レンズと、光学層及び第１レンズを介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子とを有する第１画素と、第２レンズと、光学層及び第２レンズを介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子とを有する第２画素とを備える。第１レンズの大きさは、第２レンズの大きさとは異なる。このため、光検出装置は、画素の感度を適切に向上させることが可能となる。入射光に対する特性を向上可能な光検出装置を実現することが可能となる。
　本開示の一実施形態の光検出装置は、複数の構造体を有する光学層と、第１フィルタと、光学層及び第１フィルタを介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子とを有する第１画素と、第２フィルタと、光学層及び第２フィルタを介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子とを有する第２画素とを備える。第１フィルタと第２フィルタとは、互いに異なる厚さ又は材料を有する。このため、光検出装置は、画素の感度を適切に向上させることが可能となる。入射光に対する特性を向上可能な光検出装置を実現することが可能となる。
　本開示の一実施形態の光検出装置は、第１方向に並ぶように設けられる複数の第１構造体を有する光学層と、半導体層に設けられる第１光電変換素子と、光学層と第１光電変換素子との間に設けられ、第１波長の光を透過する第１フィルタと、第１フィルタと第１光電変換素子との間に設けられ、光学層と第１フィルタとを介して入射する光を第１光電変換素子へ導く第１導光部材とを備える。このため、光検出装置は、画素の感度を適切に向上させることが可能となる。入射光に対する特性を向上可能な光検出装置を実現することが可能となる。
　なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であってその記載に限定されるものではなく、他の効果があってもよい。また、本開示は以下のような構成をとることも可能である。
（１）
　第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層と、
　前記光学層を介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子をそれぞれ有する複数の第１画素と、
　前記光学層を介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子をそれぞれ有する複数の第２画素と
　を備え、
　前記第１画素同士の間隔は、前記第２画素同士の間隔とは異なり、
　前記第１光電変換素子の受光面積は、前記第２光電変換素子の受光面積とは異なる
　光検出装置。
（２）
　前記第１光電変換素子の受光面積は、前記第２光電変換素子の受光面積よりも大きい
　前記（１）に記載の光検出装置。
（３）
　前記第１画素同士の間隔は、前記第２画素同士の間隔よりも小さい
　前記（１）または（２）に記載の光検出装置。
（４）
　前記第１画素は、前記第２画素のサイズよりも大きい
　前記（１）から（３）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（５）
　前記第１光電変換素子の受光面積は、前記第２光電変換素子の受光面積よりも小さい
　前記（１）に記載の光検出装置。
（６）
　前記第１画素は、前記光学層と前記第１光電変換素子との間に設けられ、光が入射する第１開口部を有する第１遮光部材を有し、
　前記第２画素は、前記光学層と前記第２光電変換素子との間に設けられ、光が入射する第２開口部を有する第２遮光部材を有し、
　前記第１開口部の幅は、前記第２開口部の幅とは異なる
　前記（１）から（５）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（７）
　前記第１開口部の幅は、前記第２開口部の幅よりも大きい
　前記（６）に記載の光検出装置。
（８）
　前記第１遮光部材と前記第２遮光部材とは、一体に設けられている
　前記（６）または（７）に記載の光検出装置。
（９）
　前記第１光電変換素子は、前記第１波長の光として、緑色の波長域の光を受光し、
　前記第２光電変換素子は、前記第２波長の光として、青色の波長域の光を受光する
　前記（１）から（８）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（１０）
　前記光学層を介して第３波長の光を受光する第３光電変換素子を有する第３画素をさらに備え、
　前記第１光電変換素子の受光面積は、前記第３光電変換素子の受光面積とは異なる
　前記（１）から（９）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（１１）
　前記第１光電変換素子は、前記第１波長の光として、緑色の波長域の光を受光し、
　前記第２光電変換素子は、前記第２波長の光として、青色の波長域の光を受光し、
　前記第３光電変換素子は、前記第３波長の光として、赤色の波長域の光を受光する
　前記（１０）に記載の光検出装置。
（１２）
　前記複数の構造体は、平面視において、前記第１方向と、前記第１方向に交差する第２方向に並ぶように設けられている
　前記（１）から（１１）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（１３）
　前記構造体は、柱状の形状を有する
　前記（１）から（１２）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（１４）
　前記光学層は、入射光のうち、前記第１波長の光を前記第１光電変換素子へ導き、前記第２波長の光を前記第２光電変換素子へ導く
　前記（１）から（１３）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（１５）
　第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層と、
　前記光学層を介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子をそれぞれ有する複数の第１画素と、
　前記光学層を介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子をそれぞれ有する複数の第２画素と
　を備え、
　前記第１画素同士の間隔は、前記第２画素同士の間隔とは異なり、
　前記第１画素は、前記光学層と前記第１光電変換素子との間に設けられ、光が入射する第１開口部を有する第１遮光部材を有し、
　前記第２画素は、前記光学層と前記第２光電変換素子との間に設けられ、光が入射する第２開口部を有する第２遮光部材を有し、
　前記第１開口部の幅は、前記第２開口部の幅とは異なる
　光検出装置。
（１６）
　前記第１遮光部材と前記第２遮光部材とは、一体に設けられている
　前記（１５）に記載の光検出装置。
（１７）
　第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層と、
　第１レンズと、前記光学層及び前記第１レンズを介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子とを有する第１画素と、
　第２レンズと、前記光学層及び前記第２レンズを介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子とを有する第２画素と
　を備え、
　前記第１レンズの大きさは、前記第２レンズの大きさとは異なる
　光検出装置。
（１８）
　第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層と、
　第１フィルタと、前記光学層及び前記第１フィルタを介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子とを有する第１画素と、
　第２フィルタと、前記光学層及び前記第２フィルタを介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子とを有する第２画素と
　を備え、
　前記第１フィルタと前記第２フィルタとは、互いに異なる厚さ又は材料を有する
　光検出装置。
（１９）
　前記第１フィルタと前記第２フィルタとは、互いに異なる透過率を有する
　前記（１８）に記載の光検出装置。
（２０）
　光学系と、
　前記光学系を透過した光を受光する光検出装置と
　を備え、
　前記光検出装置は、
　第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層と、
　前記光学層を介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子をそれぞれ有する複数の第１画素と、
　前記光学層を介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子をそれぞれ有する複数の第２画素と
　を有し、
　前記第１画素同士の間隔は、前記第２画素同士の間隔とは異なり、
　前記第１光電変換素子の受光面積は、前記第２光電変換素子の受光面積とは異なる
　電子機器。
（２１）
　第１方向に並ぶように設けられる複数の第１構造体を有する光学層と、
　半導体層に設けられる第１光電変換素子と、
　前記光学層と前記第１光電変換素子との間に設けられ、第１波長の光を透過する第１フィルタと、
　前記第１フィルタと前記第１光電変換素子との間に設けられ、前記光学層と前記第１フィルタとを介して入射する光を前記第１光電変換素子へ導く第１導光部材と
　を備える光検出装置。
（２２）
　前記第１導光部材は、前記光学層と前記第１フィルタとを介して入射する光を集光する
　前記（２１）に記載の光検出装置。
（２３）
　前記第１導光部材は、光を集光するレンズである
　前記（２１）または（２２）に記載の光検出装置。
（２４）
　前記第１導光部材は、光を導く導波路である
　前記（２１）または（２２）に記載の光検出装置。
（２５）
　前記第１導光部材は、複数の第２構造体を有し、入射する光を集光する
　前記（２１）または（２２）に記載の光検出装置。
（２６）
　前記半導体層に設けられる第２光電変換素子と、
　前記光学層と前記第２光電変換素子との間に設けられ、第２波長の光を透過する第２フィルタと、
　前記第２フィルタと前記第２光電変換素子との間に設けられ、前記光学層と前記第２フィルタとを介して入射する光を前記第２光電変換素子へ導く第２導光部材と
　をさらに備える
　前記（２１）または（２２）に記載の光検出装置。
（２７）
　前記第１導光部材及び前記第２導光部材は、それぞれ、光を集光するレンズであり、
　前記第１導光部材の曲率は、前記第２導光部材の曲率とは異なっている
　前記（２６）に記載の光検出装置。
（２８）
　前記第１フィルタは、前記第１波長の光として、緑色の波長域の光を透過し、
　前記第２フィルタは、前記第２波長の光として、青色の波長域の光を透過し、
　前記第１導光部材の曲率は、前記第２導光部材の曲率よりも大きい
　前記（２７）に記載の光検出装置。
（２９）
　前記第１導光部材及び前記第２導光部材は、それぞれ、光を導く導波路であり、
　前記第１導光部材の大きさは、前記第２導光部材の大きさとは異なっている
　前記（２６）に記載の光検出装置。
（３０）
　前記第１フィルタは、前記第１波長の光として、緑色の波長域の光を透過し、
　前記第２フィルタは、前記第２波長の光として、青色の波長域の光を透過し、
　前記第１導光部材の大きさは、前記第２導光部材の大きさよりも大きい
　前記（２９）に記載の光検出装置。
（３１）
　前記第１導光部材及び前記第２導光部材は、それぞれ、複数の第２構造体を有し、入射する光を集光し、
　前記第１導光部材における前記第２構造体が占める割合は、前記第２導光部材における前記第２構造体が占める割合とは異なっている
　前記（２６）に記載の光検出装置。
（３２）
　前記第１フィルタは、前記第１波長の光として、緑色の波長域の光を透過し、
　前記第２フィルタは、前記第２波長の光として、青色の波長域の光を透過し、
　前記第１導光部材における前記第２構造体が占める割合は、前記第２導光部材における前記第２構造体が占める割合よりも大きい
　前記（３１）に記載の光検出装置。
（３３）
　前記半導体層に設けられる第３光電変換素子と、
　前記光学層と前記第３光電変換素子との間に設けられ、第３波長の光を透過する第３フィルタと、
　前記第３フィルタと前記第３光電変換素子との間に設けられ、前記光学層と前記第３フィルタとを介して入射する光を前記第３光電変換素子へ導く第３導光部材と
　をさらに備える
　前記（２６）に記載の光検出装置。
（３４）
　前記第１導光部材及び前記第２導光部材及び前記第３導光部材は、それぞれ、光を集光するレンズであり、
　前記第１フィルタは、前記第１波長の光として、緑色の波長域の光を透過し、
　前記第２フィルタは、前記第２波長の光として、青色の波長域の光を透過し、
　前記第３フィルタは、前記第３波長の光として、赤色の波長域の光を透過し、
　前記第１導光部材の曲率は、前記第２導光部材の曲率よりも大きく、かつ前記第３導光部材の曲率よりも小さい
　前記（３３）に記載の光検出装置。
（３５）
　前記第１導光部材及び前記第２導光部材及び前記第３導光部材は、それぞれ、光を導く導波路であり、
　前記第１フィルタは、前記第１波長の光として、緑色の波長域の光を透過し、
　前記第２フィルタは、前記第２波長の光として、青色の波長域の光を透過し、
　前記第３フィルタは、前記第３波長の光として、赤色の波長域の光を透過し、
　前記第１導光部材の大きさは、前記第２導光部材の大きさよりも大きく、かつ前記第３導光部材の大きさよりも小さい
　前記（３３）に記載の光検出装置。
（３６）
　前記第１導光部材及び前記第２導光部材及び前記第３導光部材は、それぞれ、複数の第２構造体を有し、入射する光を集光し、
　前記第１フィルタは、前記第１波長の光として、緑色の波長域の光を透過し、
　前記第２フィルタは、前記第２波長の光として、青色の波長域の光を透過し、
　前記第３フィルタは、前記第３波長の光として、赤色の波長域の光を透過し、
　前記第１導光部材における前記第２構造体が占める割合は、前記第２導光部材における前記第２構造体が占める割合よりも大きく、かつ前記第３導光部材における前記第２構造体が占める割合よりも小さい
　前記（３３）に記載の光検出装置。
（３７）
　前記第１導光部材の周囲に設けられる第３遮光部材をさらに備える
　前記（２１）から（３６）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（３８）
　前記第３遮光部材の高さは、前記第１導光部材の高さよりも低い
　前記（３７）に記載の光検出装置。
（３９）
　前記第１光電変換素子と前記第１導光部材とをそれぞれ有する複数の第１画素を含む画素アレイを備え、
　前記画素アレイの中心からの距離に応じて、前記第１光電変換素子の中心と前記第１導光部材の中心との距離が異なっている
　前記（２１）から（３８）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（４０）
　光学系と、
　前記光学系を透過した光を受光する光検出装置と
　を備え、
　前記光検出装置は、
　第１方向に並ぶように設けられる複数の第１構造体を有する光学層と、
　半導体層に設けられる第１光電変換素子と、
　前記光学層と前記第１光電変換素子との間に設けられ、第１波長の光を透過する第１フィルタと、
　前記第１フィルタと前記第１光電変換素子との間に設けられ、前記光学層と前記第１フィルタとを介して入射する光を前記第１光電変換素子へ導く第１導光部材と
　を有する
　電子機器。
　本出願は、日本国特許庁において２０２３年８月２３日に出願された日本特許出願番号２０２３－１３５４００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 (40)

  1. 　第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層と、
    　前記光学層を介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子をそれぞれ有する複数の第１画素と、
    　前記光学層を介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子をそれぞれ有する複数の第２画素と
    　を備え、
    　前記第１画素同士の間隔は、前記第２画素同士の間隔とは異なり、
    　前記第１光電変換素子の受光面積は、前記第２光電変換素子の受光面積とは異なる
    　光検出装置。
  2. 　前記第１光電変換素子の受光面積は、前記第２光電変換素子の受光面積よりも大きい
    　請求項１に記載の光検出装置。
  3. 　前記第１画素同士の間隔は、前記第２画素同士の間隔よりも小さい
    　請求項２に記載の光検出装置。
  4. 　前記第１画素は、前記第２画素のサイズよりも大きい
    　請求項２に記載の光検出装置。
  5. 　前記第１光電変換素子の受光面積は、前記第２光電変換素子の受光面積よりも小さい
    　請求項１に記載の光検出装置。
  6. 　前記第１画素は、前記光学層と前記第１光電変換素子との間に設けられ、光が入射する第１開口部を有する第１遮光部材を有し、
    　前記第２画素は、前記光学層と前記第２光電変換素子との間に設けられ、光が入射する第２開口部を有する第２遮光部材を有し、
    　前記第１開口部の幅は、前記第２開口部の幅とは異なる
    　請求項１に記載の光検出装置。
  7. 　前記第１開口部の幅は、前記第２開口部の幅よりも大きい
    　請求項６に記載の光検出装置。
  8. 　前記第１遮光部材と前記第２遮光部材とは、一体に設けられている
    　請求項６に記載の光検出装置。
  9. 　前記第１光電変換素子は、前記第１波長の光として、緑色の波長域の光を受光し、
    　前記第２光電変換素子は、前記第２波長の光として、青色の波長域の光を受光する
    　請求項１に記載の光検出装置。
  10. 　前記光学層を介して第３波長の光を受光する第３光電変換素子を有する第３画素をさらに備え、
    　前記第１光電変換素子の受光面積は、前記第３光電変換素子の受光面積とは異なる
    　請求項１に記載の光検出装置。
  11. 　前記第１光電変換素子は、前記第１波長の光として、緑色の波長域の光を受光し、
    　前記第２光電変換素子は、前記第２波長の光として、青色の波長域の光を受光し、
    　前記第３光電変換素子は、前記第３波長の光として、赤色の波長域の光を受光する
    　請求項１０に記載の光検出装置。
  12. 　前記複数の構造体は、平面視において、前記第１方向と、前記第１方向に交差する第２方向に並ぶように設けられている
    　請求項１に記載の光検出装置。
  13. 　前記構造体は、柱状の形状を有する
    　請求項１に記載の光検出装置。
  14. 　前記光学層は、入射光のうち、前記第１波長の光を前記第１光電変換素子へ導き、前記第２波長の光を前記第２光電変換素子へ導く
    　請求項１に記載の光検出装置。
  15. 　第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層と、
    　前記光学層を介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子をそれぞれ有する複数の第１画素と、
    　前記光学層を介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子をそれぞれ有する複数の第２画素と
    　を備え、
    　前記第１画素同士の間隔は、前記第２画素同士の間隔とは異なり、
    　前記第１画素は、前記光学層と前記第１光電変換素子との間に設けられ、光が入射する第１開口部を有する第１遮光部材を有し、
    　前記第２画素は、前記光学層と前記第２光電変換素子との間に設けられ、光が入射する第２開口部を有する第２遮光部材を有し、
    　前記第１開口部の幅は、前記第２開口部の幅とは異なる
    　光検出装置。
  16. 　前記第１遮光部材と前記第２遮光部材とは、一体に設けられている
    　請求項１５に記載の光検出装置。
  17. 　第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層と、
    　第１レンズと、前記光学層及び前記第１レンズを介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子とを有する第１画素と、
    　第２レンズと、前記光学層及び前記第２レンズを介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子とを有する第２画素と
    　を備え、
    　前記第１レンズの大きさは、前記第２レンズの大きさとは異なる
    　光検出装置。
  18. 　第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層と、
    　第１フィルタと、前記光学層及び前記第１フィルタを介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子とを有する第１画素と、
    　第２フィルタと、前記光学層及び前記第２フィルタを介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子とを有する第２画素と
    　を備え、
    　前記第１フィルタと前記第２フィルタとは、互いに異なる厚さ又は材料を有する
    　光検出装置。
  19. 　前記第１フィルタと前記第２フィルタとは、互いに異なる透過率を有する
    　請求項１８に記載の光検出装置。
  20. 　光学系と、
    　前記光学系を透過した光を受光する光検出装置と
    　を備え、
    　前記光検出装置は、
    　第１方向に並ぶように設けられる複数の構造体を有する光学層と、
    　前記光学層を介して第１波長の光を受光する第１光電変換素子をそれぞれ有する複数の第１画素と、
    　前記光学層を介して第２波長の光を受光する第２光電変換素子をそれぞれ有する複数の第２画素と
    　を有し、
    　前記第１画素同士の間隔は、前記第２画素同士の間隔とは異なり、
    　前記第１光電変換素子の受光面積は、前記第２光電変換素子の受光面積とは異なる
    　電子機器。
  21. 　第１方向に並ぶように設けられる複数の第１構造体を有する光学層と、
    　半導体層に設けられる第１光電変換素子と、
    　前記光学層と前記第１光電変換素子との間に設けられ、第１波長の光を透過する第１フィルタと、
    　前記第１フィルタと前記第１光電変換素子との間に設けられ、前記光学層と前記第１フィルタとを介して入射する光を前記第１光電変換素子へ導く第１導光部材と
    　を備える光検出装置。
  22. 　前記第１導光部材は、前記光学層と前記第１フィルタとを介して入射する光を集光する
    　請求項２１に記載の光検出装置。
  23. 　前記第１導光部材は、光を集光するレンズである
    　請求項２１に記載の光検出装置。
  24. 　前記第１導光部材は、光を導く導波路である
    　請求項２１に記載の光検出装置。
  25. 　前記第１導光部材は、複数の第２構造体を有し、入射する光を集光する
    　請求項２１に記載の光検出装置。
  26. 　前記半導体層に設けられる第２光電変換素子と、
    　前記光学層と前記第２光電変換素子との間に設けられ、第２波長の光を透過する第２フィルタと、
    　前記第２フィルタと前記第２光電変換素子との間に設けられ、前記光学層と前記第２フィルタとを介して入射する光を前記第２光電変換素子へ導く第２導光部材と
    　をさらに備える
    　請求項２１に記載の光検出装置。
  27. 　前記第１導光部材及び前記第２導光部材は、それぞれ、光を集光するレンズであり、
    　前記第１導光部材の曲率は、前記第２導光部材の曲率とは異なっている
    　請求項２６に記載の光検出装置。
  28. 　前記第１フィルタは、前記第１波長の光として、緑色の波長域の光を透過し、
    　前記第２フィルタは、前記第２波長の光として、青色の波長域の光を透過し、
    　前記第１導光部材の曲率は、前記第２導光部材の曲率よりも大きい
    　請求項２７に記載の光検出装置。
  29. 　前記第１導光部材及び前記第２導光部材は、それぞれ、光を導く導波路であり、
    　前記第１導光部材の大きさは、前記第２導光部材の大きさとは異なっている
    　請求項２６に記載の光検出装置。
  30. 　前記第１フィルタは、前記第１波長の光として、緑色の波長域の光を透過し、
    　前記第２フィルタは、前記第２波長の光として、青色の波長域の光を透過し、
    　前記第１導光部材の大きさは、前記第２導光部材の大きさよりも大きい
    　請求項２９に記載の光検出装置。
  31. 　前記第１導光部材及び前記第２導光部材は、それぞれ、複数の第２構造体を有し、入射する光を集光し、
    　前記第１導光部材における前記第２構造体が占める割合は、前記第２導光部材における前記第２構造体が占める割合とは異なっている
    　請求項２６に記載の光検出装置。
  32. 　前記第１フィルタは、前記第１波長の光として、緑色の波長域の光を透過し、
    　前記第２フィルタは、前記第２波長の光として、青色の波長域の光を透過し、
    　前記第１導光部材における前記第２構造体が占める割合は、前記第２導光部材における前記第２構造体が占める割合よりも大きい
    　請求項３１に記載の光検出装置。
  33. 　前記半導体層に設けられる第３光電変換素子と、
    　前記光学層と前記第３光電変換素子との間に設けられ、第３波長の光を透過する第３フィルタと、
    　前記第３フィルタと前記第３光電変換素子との間に設けられ、前記光学層と前記第３フィルタとを介して入射する光を前記第３光電変換素子へ導く第３導光部材と
    　をさらに備える
    　請求項２６に記載の光検出装置。
  34. 　前記第１導光部材及び前記第２導光部材及び前記第３導光部材は、それぞれ、光を集光するレンズであり、
    　前記第１フィルタは、前記第１波長の光として、緑色の波長域の光を透過し、
    　前記第２フィルタは、前記第２波長の光として、青色の波長域の光を透過し、
    　前記第３フィルタは、前記第３波長の光として、赤色の波長域の光を透過し、
    　前記第１導光部材の曲率は、前記第２導光部材の曲率よりも大きく、かつ前記第３導光部材の曲率よりも小さい
    　請求項３３に記載の光検出装置。
  35. 　前記第１導光部材及び前記第２導光部材及び前記第３導光部材は、それぞれ、光を導く導波路であり、
    　前記第１フィルタは、前記第１波長の光として、緑色の波長域の光を透過し、
    　前記第２フィルタは、前記第２波長の光として、青色の波長域の光を透過し、
    　前記第３フィルタは、前記第３波長の光として、赤色の波長域の光を透過し、
    　前記第１導光部材の大きさは、前記第２導光部材の大きさよりも大きく、かつ前記第３導光部材の大きさよりも小さい
    　請求項３３に記載の光検出装置。
  36. 　前記第１導光部材及び前記第２導光部材及び前記第３導光部材は、それぞれ、複数の第２構造体を有し、入射する光を集光し、
    　前記第１フィルタは、前記第１波長の光として、緑色の波長域の光を透過し、
    　前記第２フィルタは、前記第２波長の光として、青色の波長域の光を透過し、
    　前記第３フィルタは、前記第３波長の光として、赤色の波長域の光を透過し、
    　前記第１導光部材における前記第２構造体が占める割合は、前記第２導光部材における前記第２構造体が占める割合よりも大きく、かつ前記第３導光部材における前記第２構造体が占める割合よりも小さい
    　請求項３３に記載の光検出装置。
  37. 　前記第１導光部材の周囲に設けられる第３遮光部材をさらに備える
    　請求項２１に記載の光検出装置。
  38. 　前記第３遮光部材の高さは、前記第１導光部材の高さよりも低い
    　請求項３７に記載の光検出装置。
  39. 　前記第１光電変換素子と前記第１導光部材とをそれぞれ有する複数の第１画素を含む画素アレイを備え、
    　前記画素アレイの中心からの距離に応じて、前記第１光電変換素子の中心と前記第１導光部材の中心との距離が異なっている
    　請求項２１に記載の光検出装置。
  40. 　光学系と、
    　前記光学系を透過した光を受光する光検出装置と
    　を備え、
    　前記光検出装置は、
    　第１方向に並ぶように設けられる複数の第１構造体を有する光学層と、
    　半導体層に設けられる第１光電変換素子と、
    　前記光学層と前記第１光電変換素子との間に設けられ、第１波長の光を透過する第１フィルタと、
    　前記第１フィルタと前記第１光電変換素子との間に設けられ、前記光学層と前記第１フィルタとを介して入射する光を前記第１光電変換素子へ導く第１導光部材と
    　を有する
    　電子機器。
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