光学元件、摄像元件以及摄像装置制造方法及图纸

摄像元件(100)具备：透明层(150)，其用于覆盖分别包含光电转换元件的多个像素(130)；以及多个结构体(160)，它们在透明层(150)上或透明层(150)内配置在透明层(150)的面方向上，多个结构体(160)被配置为，将入射的光中的波长为近红外光区域的第1光会聚到多个像素(130)中的第1像素，将波长为近红外区域外的区域的第2颜色的光会聚到第2像素。域的第2颜色的光会聚到第2像素。域的第2颜色的光会聚到第2像素。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学元件、摄像元件以及摄像装置


[0001]本专利技术涉及光学元件、摄像元件以及摄像装置。

技术介绍

[0002]一般的摄像装置使用透镜光学系统和CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)传感器、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)传感器等2维摄像元件，取得由来自摄像对象的光的强度信息和颜色信息构成的2维图像。
[0003]近年来，除了可见光(颜色信息)以外，对同时拍摄近红外(NIR：Near
‑
Infrared)光的图像的要求也在提高。近红外线摄像装置能够进行夜间摄影，因此在车载摄像头、监视摄像头等用途中受到关注。
[0004]因此，作为拍摄可见光的颜色信息及近红外线图像双方的摄像元件，为了取得颜色信息及NIR信息，提出了在各像素上集成对R(红)、G(绿)、B(蓝)加上NIR的4种滤色器的结构。
[0005]现有技术文献
[0006]非专利文献
[0007]非专利文献1：Takanori Kudo，Yuki Nanjo，Yuko Nozaki，Kazuya Nagao，Hidemasa Yamaguchi，Wen
‑
Bing Kang，Georg Pawlowski，“PIGMENTED PHOTORESISTS FOR COLOR FILTERS”，Journal of Photopolymer Science and Technology，1996，9卷，1号，p.109
‑
119.
[0008]非专利文献2：Monno，Yusuke，et al.“Single
‑
Sensor RGB
‑
NIR Imaging:High
‑
Quality System Design and Prototype Implementation”.IEEE Sensors Journal 19.2(2018):497
‑
507.

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的课题
[0010]然而，在以往的摄像元件中，存在如下问题：由于滤色器对透过波段外的光的吸收，透过滤光器后的总光接收量减少，灵敏度受到限制。并且，一般的滤色器会使NIR波长区域的光的一部分透过，因此在以往的摄像元件中，为了生成彩色图像，需要进行从R、G、B像素值减去NIR像素值等颜色的校正。
[0011]本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种光学元件、摄像元件以及摄像装置，能够在不引起光吸收的情况下提高入射光的可见光和近红外光的光接收灵敏度。
[0012]用于解决课题的手段
[0013]为了解决上述课题并达成目的，本专利技术的光学元件的特征在于，具备：透明层，其用于覆盖分别包含光电转换元件的多个像素；以及多个结构体，它们在透明层上或透明层内配置在透明层的面方向上，多个结构体被配置为，将入射的光中的波长为近红外光区域
的第1光会聚到多个像素中的第1像素，将波长为近红外区域外的区域的第2颜色的光会聚到第2像素。
[0014]另外，本专利技术的光学元件的特征在于，具备：透明层，其用于覆盖分别包含光电转换元件的多个像素；以及多个结构体，它们在透明层上或透明层内配置在透明层的面方向上，多个结构体输出入射的光中的近红外光区域的第1光，并输出入射的光中的波长为近红外区域外的区域的第2颜色的光。
[0015]并且，本专利技术的摄像元件的特征在于，具备上述光学元件和被透明层覆盖的多个像素。
[0016]并且，本专利技术的摄像装置的特征在于，具备上述摄像元件和基于从摄像元件得到的电信号生成图像信号的信号处理部。
[0017]专利技术的效果
[0018]根据本专利技术，能够在不引起光吸收的情况下提高入射光的可见光的光接收灵敏度。
附图说明
[0019]图1是示出实施方式1的摄像装置的概略结构的侧视图。
[0020]图2是示意性地示出俯视观察摄像元件时的像素阵列的像素配置的图。
[0021]图3是示出沿着图2的a
‑
a
’
线侧视观察时的摄像元件的截面的一例的图。
[0022]图4是示出沿着图2的b
‑
b
’
线侧视观察时的摄像元件的截面的一例的图。
[0023]图5是示出图2所示的光学元件阵列中的结构体的俯视观察时的形状及配置的一例的俯视图。
[0024]图6是示意性地示出向摄像元件中的像素的聚光的图。
[0025]图7是示意性地示出向摄像元件中的像素的聚光的图。
[0026]图8是示意性地示出向摄像元件中的像素的聚光的图。
[0027]图9是示意性地示出向摄像元件中的像素的聚光的图。
[0028]图10是示出结构体的概略结构的例子的图。
[0029]图11是示出结构体的概略结构的例子的图。
[0030]图12是示出结构体的概略结构的例子的图。
[0031]图13是示出结构体的概略结构的例子的图。
[0032]图14是示出结构体的概略结构的例子的图。
[0033]图15是示出结构体的概略结构的例子的图。
[0034]图16是示意性地示出像素单元的像素配置的图。
[0035]图17是示出结构体是TiO2时的透镜设计的例子的图。
[0036]图18是示出结构体是TiO2时的透镜设计的例子的图。
[0037]图19是示出结构体是TiO2时的透镜设计的例子的图。
[0038]图20是示出结构体是TiO2时的透镜设计的例子的图。
[0039]图21是示出结构体是TiO2时的透镜设计的例子的图。
[0040]图22是示出结构体是TiO2时的由各像素接收的光的光谱的例子的图。
[0041]图23是示意性地示出实施方式1的摄像元件中的像素阵列和光学元件阵列的截面
的一部分的另一例的图。
[0042]图24是示意性地示出实施方式1的摄像元件中的像素阵列和光学元件阵列的截面的一部分的另一例的图。
[0043]图25是示出结构体的截面形状的例子的图。
[0044]图26是示出实施方式2的摄像元件的概略结构的例子的图。
[0045]图27是示出实施方式2的摄像元件的概略结构的例子的图。
[0046]图28是示出图26和图27所示的摄像元件的各像素接收的光的光谱的一例的图。
[0047]图29是示出实施方式2的变形例的摄像元件的概略结构的例子的图。
[0048]图30是示出实施方式2的变形例的摄像元件的概略结构的例子的图。
[0049]图31是示出实施方式2的变形例的摄像元件的概略结构的例子的图。
[0050]图32是示出实施方式2的变形例的摄像元件的概略结构的例子的图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学元件，其特征在于，具备：透明层，其用于覆盖分别包含光电转换元件的多个像素；以及多个结构体，它们在所述透明层上或所述透明层内配置在所述透明层的面方向上，所述多个结构体被配置为，将入射的光中的波长为近红外光区域的第1光会聚到所述多个像素中的第1像素，将波长为所述近红外区域外的区域的第2颜色的光会聚到第2像素。2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述多个结构体各自是具有比所述透明层的折射率高的折射率、且对入射的光赋予与截面形状对应的光相位延迟量的柱状结构体，按照用于实现所述会聚的光相位量延迟分布来设定所述多个结构体的截面形状，并且按照用于实现所述会聚的光相位量延迟分布来配置所述多个结构体。3.根据权利要求1或2所述的光学元件，其特征在于，所述多个结构体各自的截面形状为4重旋转对称形状。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光学元件，其特征在于，所述多个结构体被配置为，将入射到与1个像素对置的区域的外侧的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫田将司，根本成，小林史英，桥本俊和，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：