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WO2018186329A1 - 撮像装置、およびそれに用いられる固体撮像装置 - Google Patents

撮像装置、およびそれに用いられる固体撮像装置 Download PDF

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WO2018186329A1
WO2018186329A1 PCT/JP2018/014065 JP2018014065W WO2018186329A1 WO 2018186329 A1 WO2018186329 A1 WO 2018186329A1 JP 2018014065 W JP2018014065 W JP 2018014065W WO 2018186329 A1 WO2018186329 A1 WO 2018186329A1
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WO
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signal
pixels
light
light receiving
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/014065
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English (en)
French (fr)
Inventor
拓也 浅野
拓也 野原
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Priority to JP2019511221A priority patent/JP6653482B2/ja
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    • G02B3/0056—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses

Definitions

  • the present invention relates to an imaging device and a solid-state imaging device used therefor.
  • a camera module mounted on a smartphone or the like is required to be thin, and in order to realize a thin camera module, it is also necessary to reduce the thickness of an optical lens arranged in front of a solid-state imaging device.
  • Patent Document 1 discloses a technique of shifting (shrinking) microlenses arranged on pixels.
  • a TOF (Time Of Flight) method is known as one of operating principles for detecting the distance of a subject with a ranging camera.
  • TOF Time Of Flight
  • infrared light is emitted in a pulse shape, and reflected light from a subject is received in two types of exposure periods.
  • two types of signal charges A0 and A1 are generated, and the distance to the subject is obtained from the ratio.
  • the ranging camera is required to detect a wide range of subjects, and is required to use a wide-angle lens.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an imaging device and a solid-state imaging device that improve distance measurement accuracy.
  • An imaging device is an imaging device including: an infrared light source that irradiates a subject with infrared light; and a solid-state imaging device having a pixel array unit in which a plurality of pixels are arranged in a matrix.
  • the solid-state imaging device converts incident light from the subject into signal charges, a plurality of light receiving units arranged in a matrix corresponding to the plurality of pixels, and a signal storage for storing the signal charges Corresponding to each of the plurality of light receiving units, a plurality of microlenses disposed on the light receiving unit, and each of the plurality of light receiving units.
  • a plurality of openings through which the incident light is incident, and the solid-state imaging device reads and discharges the signal charge by turning on and off a signal discharge voltage, and each of the plurality of microlenses is
  • the pixel array Is disposed closer to the center side of the pixel array section than the center of the light receiving section corresponding to the microlens, and each of the plurality of openings is positioned at the position of the pixel array section.
  • the signal discharge voltage may be a substrate voltage ( ⁇ Sub), and the signal discharge unit may be a vertical overflow drain.
  • the signal discharge unit may be a horizontal overflow drain.
  • the read voltage when reading and discharging the signal charge, the read voltage may be ON.
  • each of the plurality of openings may have a shape that blocks incident light (oblique light) in the readout path.
  • the pixel array unit has a configuration in which the light receiving unit and the signal storage unit from which signal charges of the light receiving unit are read out are alternately arranged in a row direction or a column direction.
  • a plurality of second pixels that are read in a second oblique direction different from the first oblique direction, and the opening corresponding to each of the plurality of first pixels is in the output direction of signal charges from the pixel array portion And the opening corresponding to each of the plurality of second pixels has a forward direction in the output direction, and has a shape that increases the blocking of incident light (oblique light) in the readout path. As you go to May have a shape such as out intercept the incident light in the path (oblique light) increases.
  • the pixel array unit has a configuration in which the light receiving unit and the signal storage unit from which signal charges of the light receiving unit are read out are alternately arranged in the row direction, and the plurality of openings are configured to receive signals from pixels.
  • You may have a shape where the shielding of the incident light (oblique light) in a read-out path
  • the pixel array unit has a configuration in which the light receiving unit and the signal storage unit from which the signal charges of the light receiving unit are read out are alternately arranged in the row direction, and the pixel array unit includes the one light receiving unit.
  • a plurality of second pixels that are read in a second oblique direction different from the oblique direction, and the opening corresponding to each of the plurality of first pixels and the plurality of second pixels is a signal from the pixel array portion.
  • the shape may be such that the blocking of incident light (oblique light) in the readout path increases as it goes in the direction opposite to the charge output direction.
  • the pixel array unit has a configuration in which the light receiving unit and the signal storage unit from which the signal charges of the light receiving unit are read out are alternately arranged in the row direction, and the pixel array unit includes the one light receiving unit.
  • a plurality of third pixels for reading one signal charge from a first part to one signal storage part in a third oblique direction, and another third signal charge from another light receiving part to the one signal storage part.
  • the shape may be such that the blocking of incident light (oblique light) in the readout path increases as it goes in the forward direction of the charge output direction.
  • the pixel array unit has a configuration in which the light receiving unit and the signal storage unit from which the signal charges of the light receiving unit are read out are alternately arranged in the row direction, and the pixel array unit includes the one light receiving unit.
  • the pixel array unit has a configuration in which the light receiving unit and the signal storage unit from which the signal charges of the light receiving unit are read out are alternately arranged in the row direction, and the pixel array unit includes the one light receiving unit.
  • a plurality of third pixels for reading one signal charge from a first part to one signal storage part in a third oblique direction, and another third signal charge from another light receiving part to the one signal storage part.
  • the pixel array unit has a configuration in which the light receiving unit and the signal storage unit from which the signal charges of the light receiving unit are read out are alternately arranged in the row direction, and the pixel array unit includes the one light receiving unit.
  • a plurality of first pixels that read one signal charge in a first oblique direction from one part to one signal storage part, and a signal storage part that has read the signal charge of the first pixel from another light receiving part
  • a plurality of second pixels that read out the signal charges in a second diagonal direction different from the first diagonal direction, and the pixel array unit further transfers the signal charge from one light receiving unit to one signal storage unit.
  • a plurality of third pixels that read out the signal charges in a third oblique direction and a different signal charge from the other light receiving parts to the signal storage part that has read out the signal charges of the third pixels from the third oblique direction.
  • a plurality of fourth images to be read in the fourth oblique direction And the opening corresponding to each of the plurality of first pixels and the plurality of second pixels is incident on the readout path in the direction opposite to the output direction of the signal charges from the pixel array unit.
  • the apertures corresponding to each of the plurality of third pixels and the plurality of fourth pixels are configured to output signal charges from the pixel array unit.
  • the shape is such that the incident light (oblique light) in the readout path becomes larger in the forward direction, and the plurality of first pixels and the plurality of second pixels arranged in the same row direction
  • the opening corresponding to each has a shape that similarly blocks incident light (oblique light) in the readout path, and each of the plurality of third pixels and the plurality of fourth pixels arranged in the same row direction.
  • the corresponding openings may have a shape which blocks incident light in the read path (the oblique light) in the same way.
  • the distance to the subject may be measured by a TOF (Time Of Flight) method that irradiates the subject with near-infrared light, images the light reflected by the subject, and calculates the distance from the result.
  • TOF Time Of Flight
  • a solid-state imaging device is a solid-state imaging device used for an imaging device including an infrared light source that irradiates a subject with infrared light and a solid-state imaging device.
  • a pixel array unit in which a plurality of pixels are arranged on a matrix; a plurality of light receiving units that convert incident light from the subject into signal charges; and a plurality of light receiving units arranged in a matrix corresponding to the plurality of pixels;
  • a signal storage unit that stores signal charges; a signal discharge unit that discharges the signal charges; a plurality of microlenses disposed on the light receiving unit corresponding to each of the plurality of light receiving units; A plurality of apertures corresponding to each of the light receiving portions, and receiving the incident light, and reading and discharging the signal charges by turning on and off the signal discharge voltage, and each of the plurality of micro lenses ,
  • the pixel array As the position of the plurality of openings is closer to the center side of the pixel array section than the center of
  • unnecessary signal charges can be prevented from leaking into the pixel array section, and the ranging accuracy can be improved.
  • FIG. 1 is a functional block diagram illustrating an example of a schematic configuration of an imaging apparatus (ranging imaging apparatus) according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a functional block diagram illustrating another example of a schematic configuration of the imaging apparatus (ranging imaging apparatus) according to the first embodiment.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating the solid-state imaging device according to Embodiment 1.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating another solid-state imaging device according to Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a signal processing sequence of the imaging apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 5A is a plan view of a general solid-state imaging device.
  • FIG. 5B is a diagram for explaining the A-A ′ cross-sectional structure of FIG. 5A.
  • FIG. 6 is a diagram showing the potential in the C1-C1 ′ direction of FIG. 5B.
  • FIG. 7A is a plan structure diagram of the solid-state imaging device according to Embodiment 1.
  • FIG. 7B is a diagram showing a cross-sectional structure taken along the line D-D ′ of FIG. 7A.
  • FIG. 8 is a diagram showing the potential in the C2-C2 ′ direction of FIG. 7B.
  • FIG. 9A is a plan structure diagram of the solid-state imaging device according to Embodiment 2.
  • FIG. 9B is a diagram showing a cross-sectional structure taken along the line F-F ′ of FIG. 9A.
  • FIG. 10A is a plan structure diagram of the solid-state imaging device according to Embodiment 3.
  • 10B is a diagram showing a cross-sectional structure taken along the line H-H ′ of FIG. 10A.
  • FIG. 11 is a cross-sectional structure diagram of the solid-state imaging device according to the third embodiment
  • FIG. 1 is a functional block diagram illustrating an example of a schematic configuration of an imaging apparatus (ranging imaging apparatus) according to the first embodiment.
  • imaging devices have been used for user interface applications based on gesture input, such as game machines, or for the purpose of accurately grasping the distance from the surrounding space (objects) for automatic driving control of automobiles and robots.
  • Devices, ranging imaging devices have been used for user interface applications based on gesture input, such as game machines, or for the purpose of accurately grasping the distance from the surrounding space (objects) for automatic driving control of automobiles and robots.
  • Devices, ranging imaging devices have been used for user interface applications based on gesture input, such as game machines, or for the purpose of accurately grasping the distance from the surrounding space (objects) for automatic driving control of automobiles and robots.
  • Devices, ranging imaging devices have been used for user interface applications based on gesture input, such as game machines, or for the purpose of accurately grasping the distance from the surrounding space (objects) for automatic driving control of automobiles and robots.
  • an imaging device for example, (1) stereo method using two cameras, (2) irradiating a specific pattern of near-infrared light, and changing the distance from its shape change There are a pattern irradiation (Structured Light) method to be calculated, (3) a TOF method in which near-infrared light is irradiated, reflected light is imaged, and a distance is calculated from the result.
  • the TOF method is used as an example.
  • the imaging apparatus includes a control unit that outputs a light emission control signal and an exposure control signal, a light source unit that emits light at the timing of the light emission control signal, and a target object ( An imaging unit that exposes reflected light from the subject) at a plurality of different timings according to an exposure control signal and outputs a plurality of imaging signals (exposure signals), and a calculation unit (TOF calculation unit) that performs distance calculation using the exposure signals as input ) And.
  • the imaging unit includes a solid-state imaging device and the like.
  • FIG. 2 is a functional block diagram illustrating another example of a schematic configuration of the imaging apparatus (ranging imaging apparatus) according to the embodiment.
  • circuits of a control unit and a calculation unit are mounted on-chip.
  • It is a structural example of an image sensor (a CMOS image sensor as an example).
  • FIG. 3A is a diagram showing a solid-state imaging device according to the present embodiment.
  • the solid-state imaging device includes a light receiving unit (for example, a photodiode, a PD, a photoelectric conversion unit), a signal storage unit (for example, a vertical transfer unit), and a second signal storage unit (for example, a horizontal transfer unit). Transfer unit), an output unit, and the like, and a plurality of light receiving units form a pixel array unit in an array.
  • the signal storage unit is disposed adjacent to the light receiving unit, and stores and transfers signal charges read from the light receiving unit.
  • each light receiving unit is provided with a condensing unit (for example, a microlens), so that light incident on the camera can be efficiently delivered to the light receiving unit. Become. Details of the microlens will be described later.
  • a condensing unit for example, a microlens
  • FIG. 3B is a diagram illustrating another solid-state imaging device according to the embodiment.
  • the solid-state imaging device includes a timing control unit, a reference signal generation unit, a pixel array unit including a light receiving unit and a signal storage unit, a vertical scanning circuit, a column processing unit, and a horizontal scanning circuit. And an output circuit.
  • the signal storage unit is disposed adjacent to the light receiving unit, and stores and transfers the signal charges read from the light receiving unit.
  • each light receiving unit is provided with a microlens (light collecting unit) on each light receiving unit.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a signal processing sequence of the imaging apparatus according to the present embodiment.
  • the infrared light emitted from the imaging device is reflected from a subject at a long distance in a form including a delay due to the optical path, and the reflected light reaches the solid-state imaging device.
  • the reflected light is emitted and exposed at different timings, and a plurality of types of signals (for example, three different types of signals (A0, A1, A2)) are acquired in one frame.
  • the A0 and A1 signals each include a reflected light component and a background light component, and the A2 signal includes only a background light component.
  • the light emitting width T A of the pulsed near-infrared light is generally the order of about several tens of nanoseconds. Further, since the amount of signal obtained per light emission is small, after performing this light emission / exposure control M times (M ⁇ 1), exposure of different signals is sequentially performed. After all the signals are acquired, they are sequentially output during the signal output period.
  • FIG. 5A is a general solid-state imaging device, in particular, a plan view showing the arrangement of microlenses.
  • FIG. 5B shows the A-A ′ cross-sectional structure in FIG. 5A.
  • light in a general solid-state imaging device, light can be efficiently incident on the center of the light receiving unit in the pixel at the center of the pixel array unit.
  • the light hits the metal wiring layer, the light shielding film, etc., and the light may not be efficiently incident on the light receiving portion, which causes a drop in the light amount.
  • a signal charge reading operation of a general solid-state imaging device will be described.
  • a signal charge charge, signal
  • FIG. 6B a read voltage is applied to the electrode (Gate) on the signal storage unit to read the signal charge to the signal storage unit.
  • FIG. 6C when unnecessary signal charges are discharged, a high voltage is applied to the substrate voltage, and the signal charges accumulated in the light receiving portion are converted into a signal discharge portion (for example, a vertical type). To the substrate via the overflow drain).
  • obliquely incident light reaches a region between the light receiving unit and the signal storage unit through a gap between the light shielding films and is photoelectrically converted.
  • the signal storage unit may be reached.
  • the obliquely incident light reaches the region between the light receiving unit and the signal storage unit, and the photoelectrically converted signals (false signal, noise signal) are the light receiving unit and the signal storage unit.
  • the potential gradient saddle point is close to the signal storage unit side, and the potential gradient on the signal storage unit side is steeply inclined (angle A ⁇ angle B in (f) of FIG. 6). Therefore, since the readout voltage is applied (ON) (because the voltage of the signal storage unit electrode (Gate) in FIG. 6F is ON), the signal storage unit can be easily connected. Easy to reach.
  • the above-described false signal (noise signal) can be prevented while performing the very high-speed exposure control of the order of several tens of nanoseconds for the driving shown in FIG. Details thereof will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 7A is a plan structural diagram of the solid-state imaging device according to the present embodiment. More specifically, the solid-state imaging device uses a signal storage unit disposed on the left side of the light receiving unit with the signal charge of the light receiving unit. It has a pixel configuration to read out. In order to facilitate understanding of the present invention, a pixel portion (pixel array portion) in which a plurality of pixels are arranged is expressed by only 5 pixels vertically and 7 pixels horizontally.
  • light (incident light) that has entered from an optical lens (not shown) is condensed on the light receiving part through a microlens (condensing part) provided in the pixel.
  • Incident light is photoelectrically converted by the light receiving unit, and stored in a signal storage unit (for example, a vertical transfer unit) through a readout path.
  • the signal charges accumulated in the signal accumulation unit are sequentially accumulated and transferred to a second signal accumulation unit (for example, a horizontal transfer unit), and finally output as a signal through an output amplifier.
  • each microlens is formed to collect light most efficiently and reach the light receiving part.
  • a light shielding film such as tungsten is disposed on the signal storage unit.
  • an opening is formed by a light shielding film (that is, an opening is formed), and light enters from the opening.
  • FIG. 7B shows a cross-sectional structure taken along the line D-D ′ of FIG. 7A.
  • the light receiving unit and the signal storage unit are arranged in pairs, and electrodes (for example, polysilicon) for controlling signal reading, storage, and transfer are arranged on the signal storage unit and the like. ing.
  • a metal film such as aluminum or tungsten is arranged in a portion other than the light receiving portion.
  • tungsten is also used as a light-shielding film for a signal storage unit and the like, and an opening is provided on the light receiving unit so that light enters the light receiving unit.
  • a microlens is arranged on the light receiving portion in order to efficiently enter incident light.
  • the signal charge accumulated in the light receiving unit by application of the signal discharge voltage (ON and OFF) is read (and accumulated) in the signal accumulation unit, and further, unnecessary signal charge accumulated on the light reception unit.
  • a signal discharge unit for example, a vertical overflow drain
  • discharged to the substrate via the vertical overflow drain for example, discharged to the substrate via the vertical overflow drain.
  • the pixel at the center of the pixel array unit is positioned so that the microlens and the center of the light receiving unit coincide with each other.
  • a microlens is disposed at a position that is shifted from the center of the light receiving unit and is closer to the center side of the pixel array unit.
  • the microlens of the pixel arranged on the left side of the central pixel of the pixel array unit is positioned so as to be closer to the right side than the center of the corresponding light receiving unit, and conversely, The microlens of the pixel arranged on the right side of the pixel is positioned so as to be closer to the left side than the center of the corresponding light receiving unit.
  • the microlens of the pixel arranged above the center pixel of the pixel array unit is positioned so as to be closer to the lower side than the center of the corresponding light receiving unit, and conversely than the center pixel of the pixel array unit.
  • the microlens of the pixel arranged on the lower side is positioned so as to be closer to the upper side than the center of the corresponding light receiving unit.
  • the microlens is positioned on the peripheral side of the pixel array unit, the microlens is disposed closer to the center side of the pixel array unit than the center of the light receiving unit corresponding to the microlens.
  • the light shielding film on the left side of the light receiving unit on the reading path side is extended on the light receiving unit (the shape of the opening is changed so as to block light), thereby preventing unnecessary light from being mixed. prevent.
  • the pixel on the left side (reading path side) of the pixel array unit increases the extension amount of the light shielding film on the light receiving unit (in other words, on the right side (reading out).
  • the pixel array unit has a configuration in which the light receiving unit and the signal storage unit from which the signal charge of the light receiving unit is read out are alternately arranged in the row direction or the column direction.
  • the shape is such that the blocking of incident light (oblique light) in the readout path increases in the readout direction (left direction, readout direction) of signal charges from the signal storage unit to the signal storage unit.
  • a first pixel that performs readout close to the upper direction in other words, readout in the upper left direction (first oblique direction) in FIG. 7A) and readout close to the lower direction (in other words, in the lower left direction (in FIG. 7A)
  • the same in consideration of light entering obliquely (obliquely incident light), the same can be said as in the case of the D-D ′ cross-sectional structure described above.
  • the oblique incident light in the upper pixel of the pixel array unit, the oblique incident light is most likely to reach the upper side of the light receiving unit, and the oblique incident light is most difficult to reach the lower side of the light receiving unit.
  • the oblique incident light is most likely to reach the lower side of the light receiving portion, and the oblique incident light is most difficult to reach the upper side of the light receiving portion.
  • the upper pixel of the pixel array portion (in other words, in FIG. 7A, away from the second signal storage portion).
  • the lower pixel of the pixel array portion (in other words, the closer the pixel from the second signal storage portion in FIG. 7A (as it goes in the forward direction of the output direction)), the longer the light shielding film extends onto the light receiving portion. Decrease the amount (having a shape that reduces the blocking of incident light (oblique light) in the readout path).
  • the pixel that is on the upper side of the pixel array portion (in other words, in FIG. 7A, The further away the pixel from the second signal storage unit (as it goes in the direction opposite to the output direction), the smaller the extension amount of the light shielding film onto the light receiving unit (the smaller the blocking of incident light (oblique light) in the readout path).
  • Shape the lower pixel of the pixel array portion (in other words, the closer the pixel from the second signal storage portion in FIG. 7A (as it goes in the forward direction of the output direction)), the longer the light shielding film extends onto the light receiving portion.
  • Increase the quantity has a shape that increases the blocking of incident light (oblique light) in the readout path).
  • the pixel array unit has a configuration in which the light receiving unit and the signal storage unit from which the signal charges of the light receiving unit are read out are alternately arranged in the row direction.
  • a plurality of first pixels for reading one signal charge to the first signal accumulation unit in a first oblique direction, and another signal charge from another light receiving unit to another signal accumulation unit in a second oblique direction different from the first oblique direction.
  • the opening corresponding to each of the plurality of first pixels goes in the direction opposite to the signal charge output direction from the pixel array unit, the blocking of incident light (oblique light) in the readout path increases.
  • the opening corresponding to each of the plurality of second pixels has such a shape that the blocking of incident light (oblique light) in the readout path increases as it goes in the forward direction of the output direction.
  • FIG. 8 is a diagram showing the potential in the C2-C2 ′ direction in FIG. 7B.
  • the driving shown in FIG. 4 performs very high-speed exposure control of the order of several tens of nanoseconds
  • the reading and discharging of the signal charge are performed in the state of the signal discharge voltage (on / off).
  • 4A corresponds to the exposure state shown in FIG. 4
  • FIG. 8B corresponds to the non-exposure state shown in FIG.
  • the signal charge has a potential gradient that is likely to be discharged to the signal discharge unit side, thereby preventing unnecessary signal charge from flowing into the signal storage unit. I can do it.
  • this Embodiment can acquire the same effect, even if it is an image sensor of FIG. 3B.
  • the exposure state / non-exposure state is controlled by using the substrate voltage ( ⁇ Sub) as the signal discharge voltage and using the vertical overflow drain as the charge discharge structure.
  • a horizontal overflow drain can also be used as the discharge structure.
  • Embodiment 2 An imaging apparatus according to Embodiment 2 of the present invention and a solid-state imaging apparatus used therefor will be described with reference to the drawings, focusing on differences from the above-described embodiment.
  • FIG. 9A is a plan structure diagram of the solid-state imaging device according to the second embodiment.
  • FIG. 9B shows the F-F ′ cross-sectional structure of FIG. 9A.
  • the solid-state imaging device includes pixels having a configuration for reading the signal charges of two adjacent light receiving units into one signal storage unit.
  • the signal charge readout direction is not only the direction from the light receiving portion toward the left side (having the first pixel), but also the second direction from the light receiving portion toward the right side (having the second direction). Pixel).
  • signal charges read from two pixels adjacent in the row direction are read to the same signal storage unit.
  • the left side pixel among the two adjacent pixels is less likely to contain unnecessary signal charges, and the right side pixel is unnecessary. There is a lot of signal charge.
  • the amount of unnecessary signal charge mixed in the two pixels at the left end of the pixel array portion and the amount of unnecessary signal charge mixed in the two pixels at the right end are substantially the same. For this reason, when viewed in the horizontal direction, since the amount of unnecessary signal charge mixing does not change between the signal charge at the left end and the signal charge at the right end, the extension amount of the light shielding film on the light receiving portion is the same.
  • the pixel array unit includes a plurality of first pixels that read signal charges in a first diagonal direction (left diagonally upward direction, left diagonally reverse direction, first readout diagonally upward direction, and first readout diagonally reverse direction), Adjacent to one pixel in the row direction, the signal charge is the same as the first pixel in the second diagonal direction (right diagonally upward direction, right diagonally reverse direction, second readout diagonally upward direction, and second readout diagonally reverse direction).
  • a plurality of second pixels to be read out, and a plurality of third pixels to read out signal charges in a third oblique direction Adjacent to the third pixel in the row direction, the signal charge is accumulated in the fourth diagonal direction (right diagonally downward direction, right diagonally forward direction, second readout diagonally downward direction, second readout diagonally forward direction) as the third pixel.
  • a plurality of fourth pixels to be read out in a part, and the same row direction The openings of the first pixel and the second pixel that are arranged have shapes that similarly block incident light (oblique light) in the readout path, and the third pixel and the fourth pixel that are arranged in the same row direction respectively. Each of the openings has a shape that similarly blocks incident light (oblique light) in the readout path.
  • the readout pixel close to the upper side of the pixel array portion and the lower side Since there are two types of readout pixels close to, the extension amount of the light shielding film on the light receiving portion is changed between the upper end pixel and the lower end pixel of the pixel array portion.
  • the pixel having the reading direction close to the upper side of the pixel array portion increases the amount of extending the light shielding film as it becomes the uppermost pixel ( (It has a shape such that the blocking of incident light (oblique light) in the readout path increases in the direction opposite to the output direction of the signal charge from the pixel array portion), and the lower the pixel, the less it extends ( (It has a shape such that the blocking of incident light (oblique light) in the readout path becomes smaller in the forward direction of the output direction of the signal charge from the pixel array portion).
  • the pixel having the reading direction close to the lower direction increases the amount of extending the light shielding film as it becomes the lowermost pixel ( (It has a shape such that the blocking of incident light (oblique light) in the readout path increases in the forward direction of the output direction of the signal charge from the pixel array portion), and the higher the pixel at the upper end, the less it extends ( (The shape is such that the blocking of incident light (oblique light) in the readout path becomes smaller in the direction opposite to the output direction of the signal charge from the pixel array portion).
  • the pixel array unit includes a light receiving unit and a signal storage unit, and includes pixels serving as repeating units.
  • the pixel array unit transmits signal charges in a first diagonal direction (upward left direction, reverse left direction, 1st readout diagonally upward direction, 1st readout diagonally reverse direction, a plurality of first pixels, adjacent to the first pixel in the row direction, and the signal charge in a second diagonal direction (right diagonally upward direction, right diagonally reverse direction, A plurality of second pixels that are read out to the same signal storage unit as the first pixel in the second readout diagonally upward direction and the second readout diagonally reverse direction, and the signal charges in a third diagonal direction (left diagonally downward direction, left diagonally forward direction, A plurality of third pixels that are read in the first readout diagonally downward direction and the first readout diagonally forward direction, adjacent to the third pixel in the row direction, and the signal charges are in the fourth diagonal direction (right diagonally downward direction, right diagonally forward direction).
  • Second readout diagonally downward direction, second readout diagonally forward direction A plurality of fourth pixels to be read out to the same signal accumulation unit as the third pixel, and the opening portions of the first pixel and the second pixel are in positions opposite to the output direction of the first pixel and the second pixel.
  • the opening of the third pixel and the fourth pixel has a shape in which the third pixel and the fourth pixel are in the forward direction of the output direction. As the position becomes, the shape of the reading path is such that the blocking of incident light (oblique light) increases.
  • Embodiment 3 An imaging apparatus according to Embodiment 3 of the present invention and a solid-state imaging apparatus used for the imaging apparatus will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, using the drawings.
  • FIG. 10A shows the size of the antireflection film disposed on the light receiving unit for each pixel or pixel region from the solid-state imaging device of the above-described embodiment. It is characterized by.
  • FIG. 10B shows the H-H ′ cross-sectional structure of FIG. 10A.
  • the size of the antireflection film is not constant, and the antireflection film disposed on the light receiving unit has a sufficient space in any part with respect to the opening of the light shielding film on the light receiving unit. Therefore, even if the misalignment of the photomask is taken into consideration, they do not overlap each other.
  • the size of the antireflection film is also changed in conjunction with it.
  • FIG. 11A is a cross-sectional structure diagram when the light-shielding film rides on the antireflection film
  • FIG. 11B is a cross-sectional structure diagram when the light-shielding film does not ride on the antireflection film. Note that, in order to facilitate understanding of the configuration of the present embodiment, in both FIGS. 11A and 11B, the distance between the electrode end of the signal storage portion and the light shielding film is assumed to be the same.
  • FIG. 11A shows a case where misalignment of the photomask occurs in the process of manufacturing and forming the antireflection film, and the light shielding film and the antireflection film overlap each other.
  • the design distance between the electrode end and the light shielding film end does not change, but the light passing space is larger than the case where the light shielding film rides on the antireflection film as compared with the case where it does not ride. This contributes to the generation of unnecessary signal charges.
  • the size of the antireflection film can be changed in the same manner to reduce the cause of unnecessary signal charge generation.

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Abstract

被写体へ赤外光を照射する赤外光源と、画素が行列上に配置される画素アレイ部を有する固体撮像装置と、を備えた撮像装置であって、固体撮像装置は、被写体からの入射光を信号電荷に変換する受光部と、信号電荷を蓄積する信号蓄積部と、信号電荷が排出される信号排出部と、受光部の上に備わるマイクロレンズと、入射光が入射される開口部と、を備え、固体撮像装置は、信号排出電圧のＯＮとＯＦＦにより、信号電荷の読み出しと排出を行い、マイクロレンズは、画素アレイ部の周辺側に位置するにつれ、受光部の中心よりも画素アレイ部の中心側に寄るように配置され、開口部は、画素アレイ部の位置に応じて、形状が異なる。

Description

撮像装置、およびそれに用いられる固体撮像装置
　本発明は、撮像装置、およびそれに用いられる固体撮像装置に関する。
　スマートフォンなどに搭載されるカメラモジュールには、薄型化が求められ、カメラモジュールの薄型化を実現するには、固体撮像装置の前に配置される光学レンズにも、薄型化が必要となる。
　これを解決するために、特許文献１において、画素上に配置されたマイクロレンズをずらす（シュリンクする）技術が開示されている。
特開２００１－１９６５６８号公報
　近年、スマートフォン、ゲーム機等に、例えば、赤外光を撮影対象空間に照射して、被写体（人物）の体や手の動きの検出や、被写体の形状を判別する測距カメラが搭載されている。測距カメラで被写体の距離を検知する動作原理の１つとして、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ　Ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）方式が知られている。ＴＯＦ方式を用いた測距カメラでは、例えば、赤外光をパルス状に発光させて、２種類の露光期間で被写体からの反射光を受光する。これにより、２種類の信号電荷Ａ０およびＡ１が生成され、その比率から被写体までの距離が求められる。
　また、測距カメラは、広い範囲の被写体を検出することが求められ、広角レンズを使うことが求められている。
　しかしながら、光学レンズの薄型化と広角レンズの使用とを実現すべく、従来技術で開示されたマイクロレンズをずらす（シュリンクする）技術を測距カメラに用いた場合、一部の入射した光は受光部に向かわずに、意図しない信号電荷の混入が増大してしまう。このため、これがノイズ成分となり、測距精度が低下するという課題を有する。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、測距精度を向上させる撮像装置および固体撮像装置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係る撮像装置は、被写体へ赤外光を照射する赤外光源と、複数の画素が行列状に配置された画素アレイ部を有する固体撮像装置と、を備えた撮像装置であって、前記固体撮像装置は、前記被写体からの入射光を信号電荷に変換し、前記複数の画素に対応して行列状に配置された複数の受光部と、前記信号電荷を蓄積する信号蓄積部と、前記信号電荷が排出される信号排出部と、前記複数の受光部のそれぞれに対応し当該受光部の上に配置された複数のマイクロレンズと、前記複数の受光部のそれぞれに対応し前記入射光が入射される複数の開口部と、を備え、前記固体撮像装置は、信号排出電圧のＯＮおよびＯＦＦにより、前記信号電荷の読み出しと排出を行い、前記複数のマイクロレンズのそれぞれは、前記画素アレイ部の周辺側に位置するにつれ、当該マイクロレンズに対応した前記受光部の中心よりも画素アレイ部の中心側に寄るように配置され、前記複数の開口部のそれぞれは、前記画素アレイ部の位置に応じて、形状が異なる。
　また、前記信号排出電圧は、基板電圧（φＳｕｂ）であり、前記信号排出部は、縦型オーバーフロードレインであってもよい。
　また、前記信号排出部は、横型オーバーフロードレインであってもよい。
　また、前記信号電荷の読み出し時及び排出時には、読み出し電圧はＯＮであってもよい。
　また、前記複数の開口部のそれぞれは、読み出し経路における入射光（斜め光）を遮るような形状を有してもよい。
　また、画素アレイ部は、行方向または列方向において、前記受光部と当該受光部の信号電荷が読み出される前記信号蓄積部とが交互に配置された構成を有し、前記画素アレイ部は、一の前記受光部から一の前記信号蓄積部へ一の前記信号電荷を第１斜め方向へ読み出す複数の第１画素と、他の前記受光部から他の前記信号蓄積部へ他の前記信号電荷を前記第１斜め方向と異なる第２斜め方向へ読み出す複数の第２画素と、を含み、前記複数の第１画素のそれぞれに対応する前記開口部は、前記画素アレイ部からの信号電荷の出力方向と逆方向に向かうにつれ、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有し、前記複数の第２画素のそれぞれに対応する前記開口部は、前記出力方向の順方向に向かうにつれ、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有してもよい。
　また、画素アレイ部は、行方向において、前記受光部と当該受光部の信号電荷が読み出される前記信号蓄積部とが交互に配置された構成を有し、前記複数の開口部は、画素から信号蓄積部への前記信号電荷の読み出し方向に向かうにつれて、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有してもよい。
　また、画素アレイ部は、行方向において、前記受光部と当該受光部の信号電荷が読み出される前記信号蓄積部とが交互に配置された構成を有し、前記画素アレイ部は、一の前記受光部から一の前記信号蓄積部へ一の前記信号電荷を第１斜め方向へ読み出す複数の第１画素と、他の前記受光部から前記一の信号蓄積部へ他の前記信号電荷を前記第１斜め方向と異なる第２斜め方向へ読み出す複数の第２画素と、を含み、前記複数の第１画素及び前記複数の第２画素のそれぞれに対応する前記開口部は、前記画素アレイ部からの信号電荷の出力方向と逆方向に向かうにつれ、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有してもよい。
　また、画素アレイ部は、行方向において、前記受光部と当該受光部の信号電荷が読み出される前記信号蓄積部とが交互に配置された構成を有し、前記画素アレイ部は、一の前記受光部から一の前記信号蓄積部へ一の前記信号電荷を第３斜め方向へ読み出す複数の第３画素と、他の前記受光部から前記一の信号蓄積部へ他の前記信号電荷を前記第３斜め方向と異なる第４斜め方向へ読み出す複数の第４画素と、を含み、前記複数の第３画素及び前記複数の第４画素のそれぞれに対応する前記開口部は、前記画素アレイ部からの信号電荷の出力方向の順方向に向かうにつれ、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有してもよい。
　また、画素アレイ部は、行方向において、前記受光部と当該受光部の信号電荷が読み出される前記信号蓄積部とが交互に配置された構成を有し、前記画素アレイ部は、一の前記受光部から一の前記信号蓄積部へ一の前記信号電荷を第１斜め方向へ読み出す複数の第１画素と、他の前記受光部から前記一の信号蓄積部へ他の前記信号電荷を前記第１斜め方向と異なる第２斜め方向へ読み出す複数の第２画素と、を含み、同じ行方向に配置された前記複数の第１画素と前記複数の第２画素のそれぞれに対応する前記開口部は、読み出し経路における入射光（斜め光）を同じように遮る形状を有してもよい。
　また、画素アレイ部は、行方向において、前記受光部と当該受光部の信号電荷が読み出される前記信号蓄積部とが交互に配置された構成を有し、前記画素アレイ部は、一の前記受光部から一の前記信号蓄積部へ一の前記信号電荷を第３斜め方向へ読み出す複数の第３画素と、他の前記受光部から前記一の信号蓄積部へ他の前記信号電荷を前記第３斜め方向と異なる第４斜め方向へ読み出す複数の第４画素と、を含み、同じ行方向に配置された前記複数の第３画素と前記複数の第４画素のそれぞれに対応する前記開口部は、読み出し経路における入射光（斜め光）を同じように遮る形状をそれぞれ有してもよい。
　また、画素アレイ部は、行方向において、前記受光部と当該受光部の信号電荷が読み出される前記信号蓄積部とが交互に配置された構成を有し、前記画素アレイ部は、一の前記受光部から一の前記信号蓄積部へ一の前記信号電荷を第１斜め方向へ読み出す複数の第１画素と、他の前記受光部から前記第１画素の信号電荷を読み出した信号蓄積部へ他の前記信号電荷を前記第１斜め方向と異なる第２斜め方向へ読み出す複数の第２画素と、を含み、前記画素アレイ部は、さらに、一の前記受光部から一の前記信号蓄積部へ一の前記信号電荷を第３斜め方向へ読み出す複数の第３画素と、他の前記受光部から前記第３画素の信号電荷を読み出した信号蓄積部へ他の前記信号電荷を前記第３斜め方向と異なる第４斜め方向へ読み出す複数の第４画素と、を含み、前記複数の第１画素及び前記複数の第２画素のそれぞれに対応する前記開口部は、前記画素アレイ部からの信号電荷の出力方向と逆方向に向かうにつれて、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有し、前記複数の第３画素及び前記複数の第４画素のそれぞれに対応する前記開口部は、前記画素アレイ部からの信号電荷の出力方向の順方向に向かうにつれて、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有し、同じ行方向に配置された前記複数の第１画素と前記複数の第２画素のそれぞれに対応する前記開口部は、読み出し経路における入射光（斜め光）を同じように遮る形状を有し、同じ行方向に配置された前記複数の第３画素と前記複数の第４画素のそれぞれに対応する前記開口部は、読み出し経路における入射光（斜め光）を同じように遮る形状を有してもよい。
　また、近赤外光を被写体に照射して、当該被写体で反射した光を撮像し、その結果から距離を算出するＴＯＦ（Ｔｉｍｅ　Ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、前記被写体までの距離を測定してもよい。
　また、本発明の一態様に係る固体撮像装置は、被写体へ赤外光を照射する赤外光源と、固体撮像装置とを備える撮像装置に用いられる固体撮像装置であって、前記固体撮像装置は、複数の画素が行列上に配置される画素アレイ部と、前記被写体からの入射光を信号電荷に変換し、前記複数の画素に対応して行列状に配置された複数の受光部と、前記信号電荷を蓄積する信号蓄積部と、前記信号電荷が排出される信号排出部と、前記複数の受光部のそれぞれに対応し当該受光部の上に配置された複数のマイクロレンズと、前記複数の受光部のそれぞれに対応し前記入射光が入射される複数の開口部と、を備え、信号排出電圧のＯＮとＯＦＦにより、前記信号電荷の読み出しと排出を行い、前記複数のマイクロレンズのそれぞれは、前記画素アレイ部の周辺側に位置するにつれ、当該マイクロレンズに対応した前記受光部の中心よりも画素アレイ部の中心側に寄るように配置され、前記複数の開口部のそれぞれは、前記画素アレイ部の位置に応じて、形状が異なる。
　本発明に係る撮像装置および固体撮像装置によれば、画素アレイ部への不要な信号電荷の漏れこみを抑制でき、測距精度を向上できる。
図１は、実施の形態１に係る撮像装置（測距撮像装置）の概略構成の一例を示す機能ブロック図である。 図２は、実施の形態１に係る撮像装置（測距撮像装置）の概略構成の別の一例を示す機能ブロック図である。 図３Ａは、実施の形態１に係る固体撮像装置を示す図である。 図３Ｂは、実施の形態１に係る別の固体撮像装置を示す図である。 図４は、実施の形態１に係る撮像装置の信号処理のシーケンスを表す図である。 図５Ａは、一般的な固体撮像装置の平面構造図である。 図５Ｂは、図５ＡのＡ－Ａ’断面構造を説明する図である。 図６は、図５ＢのＣ１－Ｃ１’方向のポテンシャルを示す図である。 図７Ａは、実施の形態１に係る固体撮像装置の平面構造図である。 図７Ｂは、図７ＡのＤ－Ｄ’断面構造を示す図である。 図８は、図７ＢのＣ２－Ｃ２’方向のポテンシャルを示す図である。 図９Ａは、実施の形態２に係る固体撮像装置の平面構造図である。 図９Ｂは、図９ＡのＦ－Ｆ’断面構造を示す図である。 図１０Ａは、実施の形態３に係る固体撮像装置の平面構造図である。 図１０Ｂは、図１０ＡのＨ－Ｈ’断面構造を示す図である。 図１１は、実施の形態３に係る固体撮像装置の断面構造図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、駆動タイミング等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうちの、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成について、重複する説明は省略又は簡略化する。
　（実施の形態１）
　図１は、実施の形態１に係る撮像装置（測距撮像装置）の概略構成の一例を示す機能ブロック図である。
　近年、ゲーム機器等をはじめとしたジェスチャー入力によるユーザーインターフェースの用途、もしくは、自動車やロボットの自動走行制御のために、周囲空間（物体）との距離を正確に把握する用途で撮像装置（測距装置、測距撮像装置）が活用されている。
　撮像装置（測距装置、測距撮像装置）としては、例えば、（１）２つのカメラを使ったステレオ方式、（２）近赤外光の特定パターンを照射し、その形の変化から距離を算出するパターン照射（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ　Ｌｉｇｈｔ）方式、（３）近赤外光を照射し、反射してきた光を撮像し、その結果から距離を算出するＴＯＦ方式、などが挙げられる。なお、以下の説明では、一例としてＴＯＦ方式を用いる。
　図１より、本実施の形態の撮像装置は、発光制御信号及び露光制御信号を出力する制御部と、発光制御信号のタイミングで光の照射を行う光源部と、照射される光の対象体（被写体）からの反射光を、露光制御信号により複数の異なるタイミングで露光し、複数の撮像信号（露光信号）を出力する撮像部と、露光信号を入力として距離演算を行う演算部（ＴＯＦ演算部）と、で構成される。撮像部は、固体撮像装置などを含む。
　また、図２は、実施の形態に係る撮像装置（測距撮像装置）の概略構成の別の一例を示す機能ブロック図であり、一例として、制御部及び演算部の回路をオンチップで搭載するイメージセンサ（一例として、ＣＭＯＳイメージセンサ）の構成例である。
　図３Ａは、本実施の形態に係る固体撮像装置を示す図である。同図に示すように、固体撮像装置は、受光部（一例として、フォトダイオード、ＰＤ、光電変換部）、信号蓄積部（一例として、垂直転送部）、第２信号蓄積部（一例として、水平転送部）、出力部などで構成され、複数の受光部がアレイ状となる画素アレイ部を構成する。信号蓄積部は受光部に隣接して配置され、受光部から読み出される信号電荷の蓄積と転送とを行う。
　なお、図３Ａには図示されていないが、各受光部には集光部（一例として、マイクロレンズ）が配置され、これにより、カメラに入射する光を効率よく受光部に届けることが可能となる。なお、マイクロレンズの詳細については、後述する。
　図３Ｂは、実施の形態に係る別の固体撮像装置を示す図である。同図に示すように、固体撮像装置は、タイミング制御部と、参照信号生成部と、受光部及び信号蓄積部などを含む画素アレイ部と、垂直走査回路と、カラム処理部と、水平走査回路と、出力回路と、を備える。
　また、図３Ａと同じく、信号蓄積部は受光部に隣接して配置され、受光部から読み出される信号電荷を蓄積と転送とを行う。また、図３Ａと同じく、図３Ｂには図示されていないが、各受光部には、各受光部の上にマイクロレンズ（集光部）が配置されている。
　図４は、本実施の形態に係る撮像装置の信号処理のシーケンスを表す図である。本実施の形態は、ＴＯＦ方式を用い、Ｚ＝（Ａ１－Ａ２）／（Ａ０＋Ａ１－２Ａ２）という距離演算がなされる一例である。
　撮像装置から発光された赤外光は、距離の離れた被写体から、光路による遅延を含んだ形で反射して、その反射光が固体撮像装置に到達する。この反射光を、異なるタイミングで発光・露光制御し、１フレームの中で、複数種類の信号（一例として、３種類の異なる信号（Ａ０、Ａ１、Ａ２））を取得する。
　Ａ０及びＡ１信号は、それぞれ、反射光成分と背景光成分とを含み、Ａ２信号は背景光成分のみを含む。この３つの異なる信号を使うことで、背景光成分が排除された反射光成分を抽出でき、距離演算することが出来る。
　また、パルス状の近赤外光の発光幅ＴＡは、一般的に数十ナノ秒程度のオーダーである。また、１発光あたりに得られる信号量は少ないため、この発光・露光制御をＭ回（Ｍ≧１）行った後、異なる信号の露光を順次行う。すべての信号を取得した後、信号出力期間に、順次出力する。
　ここで、本実施の形態の理解を容易とするため、一般的な固体撮像装置を説明する。
　図５Ａは、一般的な固体撮像装置であり、特に、マイクロレンズの配置を表す平面図である。また、図５Ｂは、図５ＡにおけるＡ－Ａ’断面構造である。
　図５Ａおよび図５Ｂより、一般的な固体撮像装置において、画素アレイ部の中央の画素では、受光部の中心に光を効率よく入射させることができるが、画素アレイ部の外周側の画素（図で言うと、左端や右端の画素）では、光が金属配線層や遮光膜等に当たり、受光部に光を効率よく入射させることができない場合があり、光量落ちの要因となる。
　この問題を解決するため、一般的に周辺画素のマイクロレンズをずらす（シュリンクする）方法が提案されている。
　しかしながら、単にマイクロレンズをずらすだけでは、以下の問題が生じる。その理由を、図５ＢにおけるＣ１－Ｃ１’方向のポテンシャルを示す図６の（ａ）～（ｆ）を用いて説明する。なお、図６の（ａ）～（ｆ）は、本実施の形態に係る固体撮像装置と、一般的な固体撮像装置との双方に関する説明を含むものとする。
　初めに、一般的な固体撮像装置の信号電荷の読み出し動作を説明すると、まず、図６の（ａ）に示すように、受光部に信号電荷（電荷、信号）が発生する。次に、図６の（ｂ）に示すように、信号蓄積部上の電極（Ｇａｔｅ）に読み出し電圧を与えて、信号電荷を信号蓄積部に読み出す。また、図６の（ｃ）に示すように、不要な信号電荷を排出する際は、基板電圧に高電圧を与えて、受光部に溜まった信号電荷を、信号排出部（一例として、縦型オーバーフロードレイン）を介して基板へ排出する。
　一方、数十ナノ秒オーダー程度という非常に高速な露光制御を行うため、信号電荷の読み出しと排出とを、露光制御信号による信号排出電圧（露光制御電圧、制御電圧、リセット電圧、一例として、基板電圧（φＳｕｂ））の状態（ｏｎ／ｏｆｆ）で制御する場合、非露光状態である図６の（ｄ）の場合でも、一部の信号は信号蓄積部側へ読み出される場合がある。しかし、その対策として、図６の（ｅ）に示すように、ポテンシャル勾配の鞍点（ｓａｄｄｌｅ　ｐｏｉｎｔ）を信号蓄積部側に近くして、受光部で発生する不要な信号電荷は、基板側に排出されやすいポテンシャル勾配を用いることで、信号蓄積部への不要な信号電荷の流入を防ぐことが可能である。
　しかし、図６の（ｆ）に示すように、斜めに入った光（斜入射光）が、遮光膜の隙間などから受光部と信号蓄積部との間の領域に到達し、光電変換されて信号蓄積部に到達する場合がある。
　特に、図６の（ｆ）の場合、斜入射光が受光部と信号蓄積部との間の領域に到達し、光電変換される信号（偽信号、ノイズ信号）は、受光部と信号蓄積部との距離が近いため、また、ポテンシャル勾配の鞍点（ｓａｄｄｌｅ　ｐｏｉｎｔ）を信号蓄積部側に近く、信号蓄積部側のポテンシャル勾配が急傾斜（図６の（ｆ）おける角度Ａ＜角度Ｂ）となるため、また、読み出し電圧が印加（ＯＮ）された状態であるため（図６の（ｆ）における信号蓄積部電極（Ｇａｔｅ）の電圧がＯＮの状態であるため）、信号蓄積部に容易に到達しやすい。
　この本来意図しない信号電荷が信号蓄積部上に蓄積される信号電荷に混入することにより、測距誤差が大きくなるという問題は、単にマイクロレンズをずらすだけでは解決出来ない。
　一方、本実施の形態では、図４で示した駆動を数十ナノ秒オーダー程度という非常に高速な露光制御を行いつつ、上述した偽信号（ノイズ信号）の発生を防ぐことが出来る。その詳細について、図面を用いて説明する。
　図７Ａは、本実施の形態に係る固体撮像装置の平面構造図であり、より具体的には、固体撮像装置は、受光部の信号電荷を、当該受光部の左側に配置された信号蓄積部に読み出す画素構成を有している。なお、本発明の理解を容易にするため、複数の画素が配列される画素部（画素アレイ部）を、縦５画素、横７画素のみで表現する。
　図７Ａより、光学レンズ（図示せず）から入った光（入射光）は、画素に備わるマイクロレンズ（集光部）を通して、受光部に集光される。入射光は、受光部で光電変換され、読み出し経路を通じて、信号蓄積部（一例として、垂直転送部）に蓄積される。信号蓄積部に蓄積される信号電荷は、順次、第２信号蓄積部（一例として、水平転送部）に蓄積と転送され、最終的に出力アンプを通して、信号出力される。
　また、各マイクロレンズは、受光部に最も効率よく集光して光を到達させるために形成される。入射する光が信号蓄積部に乱入し、スミア等の要因になることを防ぐため、信号蓄積部上などにはタングステンなどの遮光膜が配置される。受光部上は、遮光膜により開口されており（つまり、開口部が形成されており）、この開口部から、光が入射する。
　また、図７Ｂに、図７ＡのＤ－Ｄ’断面構造を示す。図７Ｂより、受光部と信号蓄積部とがペアで配置されており、信号蓄積部上などには、信号の読み出し、蓄積、及び転送などを制御するための電極（例えばポリシリコン）が配置されている。
　また、アルミニウムやタングステンなどの金属膜（金属配線）が受光部以外の部分に配置されている。なお、金属膜を形成する材料として、タングステンは、信号蓄積部などの遮光膜としても活用され、受光部上は開口部を設けて、受光部に光が入るような設計になっている。
　また、受光部上には、入射光を効率よく入れるために、マイクロレンズが配置されている。
　また、信号排出電圧の印加（ＯＮとＯＦＦ）により、受光部に溜められた信号電荷は、信号蓄積部に読み出され（及び、蓄積され）、更に、受光部上に溜まった不要な信号電荷は、信号排出部（一例として、縦型オーバーフロードレイン）に排出される（一例として、縦型オーバーフロードレインを介して、基板に排出される）。
　さらに、図７Ａおよび図７Ｂより、画素アレイ部の左端の列の画素では、斜めから入ってきた光は受光部の左側（読み出し経路側）に最も届きやすいが、受光部の右側（読み出し経路と反対側）には最も届きにくい。
　一方、画素アレイ部の右端の列の画素を見たとき、斜めから入ってきた光は受光部の右側（読み出し経路と反対側）に最も届きやすいが、受光部の左側（読み出し経路側）には最も届きにくい。
　そこで、本実施の形態では、画素アレイ部の中央の画素は、マイクロレンズと受光部の中心とが一致するような位置とし、更に、画素アレイ部の外周の画素になればなるほど、マイクロレンズが受光部の中心からずれて、画素アレイ部の中心側に寄る位置にマイクロレンズが配置されている。
　具体的には、画素アレイ部の中央の画素より左側に配置されている画素のマイクロレンズは、対応する受光部の中心よりも右側に寄るように位置し、逆に、画素アレイ部の中央の画素より右側に配置されている画素のマイクロレンズは、対応する受光部の中心よりも左側に寄るように位置している。
　また、画素アレイ部の中央の画素より上側に配置されている画素のマイクロレンズは、対応する受光部の中心よりも下側に寄るように位置し、逆に、画素アレイ部の中央の画素より下側に配置されている画素のマイクロレンズは、対応する受光部の中心よりも上側に寄るように位置している。
　言い換えると、マイクロレンズは、画素アレイ部の周辺側に位置するにつれ、当該マイクロレンズに対応した受光部の中心よりも画素アレイ部の中心側に寄るように配置される。
　更に、本実施の形態では、読み出し経路側である受光部左側の遮光膜を受光部上に延在させる（光を遮断するように開口部の形状を変える）ことで、不要な光の混入を防ぐ。
　具体的には、行列上に配置される画素のうち、画素アレイ部の左側（読み出し経路側）の画素ほど、遮光膜の受光部上への延在量を大きくする（言い換えると、右側（読み出し経路と反対側）の画素ほど、遮光膜の受光部上への延在量を小さくする）。
　言い換えると、画素アレイ部は、行方向または列方向において、受光部と当該受光部の信号電荷が読み出される信号蓄積部とが交互に配置された構成を有し、画素の開口部は、当該画素から信号蓄積部への信号電荷の読み出し方向（左方向、読み出し方向）に向かうにつれて、上記読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有する。
　これにより、画素に入る光の量が減少し、感度低下を招くことを抑えることができる。
　また、図７Ａおよび図７Ｂより、受光部から当該受光部の信号電荷が斜め方向に読み出される画素構成の場合、図７ＡのＥ－Ｅ’方向のように画素を縦方向で見たときに、上方向に近い読み出し（言い換えると、図７Ａにおいて左斜め上方向（第１斜め方向）の読み出し）を行う第１画素と、下方向に近い読み出し（言い換えると、図７Ａにおいて、左斜め下方向（第２斜め方向）の読み出し）を行う第２画素と、の２種類の画素が存在する。つまり、左右方向は同じであるが、上下斜め方向が異なる２種類の画素が存在する。
　この場合、斜めから入ってくる光（斜入射光）を考慮すると、上述したＤ－Ｄ’断面構造の場合と同じことが言える。つまり、画素アレイ部の上側の画素では、受光部の上側に斜入射光が最も届きやすく、受光部の下側には斜入射光が最も届きにくい。逆に、画素アレイ部の下側の画素では、受光部の下側に斜入射光が最も届きやすく、受光部の上側には斜入射光が最も届きにくい。
　したがって、画素アレイ部において、図７Ａにおいて左斜め上方向（第１斜め方向）に読み出される画素のうち、画素アレイ部の上側の画素ほど（言い換えると、図７Ａにおいて、第２信号蓄積部から離れた画素ほど（出力方向と逆方向に向かうにつれ））、遮光膜の受光部上への延在量を大きくする（読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有する）。言い換えると、画素アレイ部の下側の画素ほど（言い換えると、図７Ａにおいて、第２信号蓄積部から近づく画素ほど（出力方向の順方向に向かうにつれ））、遮光膜の受光部上への延在量を小さくする（読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが小さくなるような形状を有する）。
　更に、画素アレイ部において、図７Ａにおいて左斜め下方向（第１斜め方向と異なる第２斜め方向）に読み出される画素のうち、画素アレイ部の上側の画素ほど（言い換えると、図７Ａおいて、第２信号蓄積部から離れた画素ほど（出力方向と逆方向に向かうにつれ））、遮光膜の受光部上への延在量を小さくする（読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが小さくなるような形状を有する）。言い換えると、画素アレイ部の下側の画素ほど（言い換えると、図７Ａにおいて、第２信号蓄積部から近づく画素ほど（出力方向の順方向に向かうにつれ））、遮光膜の受光部上への延在量を大きくする（読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有する）。
　言い換えると、画素アレイ部は、行方向において、受光部と当該受光部の信号電荷が読み出される信号蓄積部とが交互に配置された構成を有し、画素アレイ部は、一の受光部から一の信号蓄積部へ一の信号電荷を第１斜め方向へ読み出す複数の第１画素と、他の受光部から他の信号蓄積部へ他の信号電荷を第１斜め方向と異なる第２斜め方向へ読み出す複数の第２画素と、を含む。ここで、複数の第１画素のそれぞれに対応する開口部は、画素アレイ部からの信号電荷の出力方向と逆方向に向かうにつれ、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有し、複数の第２画素のそれぞれに対応する開口部は、出力方向の順方向に向かうにつれ、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有する。
　これにより、周辺の画素になればなるほど画素に入射する斜入射光成分が多く、信号蓄積部へ不要な信号電荷の漏れこみを抑制でき、測距誤差を小さくすること出来る。
　また必要な画素に、必要な領域だけ、遮光膜の開口を変えることで、感度低下を極力防ぐことができ、それによる赤外光の発光量増加でのカメラシステム全体の消費電力増大なども防ぐことが出来る。
　次に、図８は、図７ＢにおけるＣ２－Ｃ２’方向のポテンシャルを示す図である。
　本実施の形態では、図４で示した駆動を数十ナノ秒オーダー程度という非常に高速な露光制御を行うため、信号電荷の読み出しと排出は、露光制御信号による信号排出電圧の状態（ｏｎ／ｏｆｆ）で制御する。なお、図４で示した露光状態は、図８の（ａ）が該当し、図４で示した非露光状態は、図８の（ｂ）が該当する。
　ここで、非露光状態である図８の（ｂ）の状態でも、一部の信号は信号蓄積部側へ読み出されること（図８の（ｃ））が考えられるが、一般的な固体撮像装置のポテンシャル勾配（図８の（ｃ））と比較すると、図８の（ｂ）のようにポテンシャル勾配の鞍点（ｓａｄｄｌｅ　ｐｏｉｎｔ）は信号蓄積部側に近く位置する。
　つまり、非露光状態である信号排出電圧がｏｎの場合、信号電荷は、信号排出部側に排出されやすいポテンシャル勾配としており、これにより、信号蓄積部への不要な信号電荷の流入を防ぐことが出来る。
　なお、図３Ａの場合を用いて説明したが、本実施の形態は、図３Ｂのイメージセンサであっても同じ効果を得ることが出来る。
　また、本実施の形態における露光状態・非露光状態の制御は、信号排出電圧として基板電圧（φＳｕｂ）を用い、電荷排出構造として縦型オーバーフロードレインを用いたが、信号排出電圧で制御し、電荷排出構造として横型オーバーフロードレインを用いることも出来る。
　（実施の形態２）
　本発明の実施の形態２に係る撮像装置、及びそれに用いられる固体撮像装置について、図面を用いて、上述した実施の形態との相違点を中心に説明する。
　図９Ａは、本実施の形態２に係る固体撮像装置の平面構造図である。また、図９Ｂに、図９ＡのＦ－Ｆ’断面構造を示す。
　図９Ａおよび図９Ｂより、本実施の形態の固体撮像装置は、隣接する２つの受光部の信号電荷を１つの信号蓄積部に読み出す構成を有する画素が配置されている。
　また、図７Ａ（実施の形態１）と異なり、信号電荷の読み出し方向が受光部から左側に向かう方向（を有する第１画素）だけでなく、当該受光部から右側に向かう方向（を有する第２画素）を有している。
　この場合、行方向に隣り合う２画素から読み出される信号電荷は、同じ信号蓄積部に読み出される。この構成において、例えば、図９Ｂに示すように、画素アレイ部の中央から左側の領域においては、隣り合う２画素のうち左側の画素では不要な信号電荷の混入が少なく、右側の画素では不要な信号電荷の混入が多い。
　一方、画素アレイ部の中央から右側の領域においては、隣り合う２画素のうち左側の画素では不要な信号電荷の混入が多く、右側の画素では不要な信号電荷の混入が少ない。
　したがって、画素アレイ部の左端の２画素における不要な信号電荷混入量と、右端の２画素における不要な信号電荷混入量は、ほぼ同じとなる。このため、水平方向に見た場合は、左端の信号電荷と右端の信号電荷で不要な信号電荷混入量は変わらないので、遮光膜の受光部上への延在量を同じとする。
　言い換えると、画素アレイ部は、信号電荷を第１斜め方向（左斜め上方向、左斜め逆方向、第１読み出し斜め上方向、第１読み出し斜め逆方向）へ読み出す複数の第１画素と、第１画素と行方向に隣接し、信号電荷を第２斜め方向（右斜め上方向、右斜め逆方向、第２読み出し斜め上方向、第２読み出し斜め逆方向）へ第１画素と同じ信号蓄積部に読み出す複数の第２画素と、信号電荷を第３斜め方向（左斜め下方向、左斜め順方向、第１読み出し斜め下方向、第１読み出し斜め順方向）へ読み出す複数の第３画素と、第３画素と行方向に隣接し、信号電荷を第４斜め方向（右斜め下方向、右斜め順方向、第２読み出し斜め下方向、第２読み出し斜め順方向）へ第３画素と同じ信号蓄積部に読み出す複数の第４画素と、を有し、同じ行方向に配置された第１画素及び第２画素の開口部は、読み出し経路における入射光（斜め光）を同じように遮る形状をそれぞれ有し、同じ行方向に配置された第３画素及び第４画素の開口部は、読み出し経路における入射光（斜め光）を同じように遮る形状をそれぞれ有する。
　しかし、実施の形態１と同じように、図９Ａで示されたＧ－Ｇ’方向のように画素部を縦方向で見たときに、画素アレイ部の上側に近い読み出しの画素と、下側に近い読み出しの画素の２種類が存在するため、画素アレイ部の上端の画素と下端の画素とで、遮光膜の受光部上への延在量を変える。
　したがって、画素アレイ部の上側に近い読み出し方向を有する画素（例えば、図９Ａの一番上のラインの画素のようなタイプ）は、上端の画素になればなるほど遮光膜を伸ばす量を多くし（画素アレイ部からの信号電荷の出力方向と逆方向に向かうにつれて、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有し）、下端の画素になればなるほど、伸ばさない（画素アレイ部からの信号電荷の出力方向の順方向に向かうにつれて、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが小さくなるような形状を有する）。
　また、下方向に近い読み出し方向を有する画素（例えば、図９Ａの一番上から２番目のラインの画素のようなタイプ）は、下端の画素になればなるほど遮光膜を伸ばす量を多くし（画素アレイ部からの信号電荷の出力方向の順方向に向かうにつれて、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有し）、上端の画素になればなるほど、伸ばさない（画素アレイ部からの信号電荷の出力方向と逆方向に向かうにつれて、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが小さくなるような形状を有する）。
　言い換えると、画素アレイ部は、受光部と信号蓄積部を有し、繰り返し単位となる画素を備え、画素アレイ部は、信号電荷を第１斜め方向（左斜め上方向、左斜め逆方向、第１読み出し斜め上方向、第１読み出し斜め逆方向）へ読み出す複数の第１画素と、第１画素と行方向に隣接し、信号電荷を第２斜め方向（右斜め上方向、右斜め逆方向、第２読み出し斜め上方向、第２読み出し斜め逆方向）へ第１画素と同じ信号蓄積部に読み出す複数の第２画素と、信号電荷を第３斜め方向（左斜め下方向、左斜め順方向、第１読み出し斜め下方向、第１読み出し斜め順方向）へ読み出す複数の第３画素と、第３画素と行方向に隣接し、信号電荷を第４斜め方向（右斜め下方向、右斜め順方向、第２読み出し斜め下方向、第２読み出し斜め順方向）へ第３画素と同じ信号蓄積部に読み出す複数の第４画素と、を有し、第１画素及び第２画素の開口部は、第１画素及び第２画素が出力方向と逆方向の位置となるに応じて、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有し、第３画素及び第４画素の開口部は、第３画素及び第４画素が出力方向の順方向の位置となるに応じて、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有する。
　このようにすることで、従来、周辺の画素になればなるほど斜入射光成分が多く、信号蓄積部へ不要な信号電荷の漏れこみが多かったものが抑えられ、測距誤差を小さくすることできる。
　また感度低下を極力防ぐことで、それによる赤外光の発光量増加でのカメラシステム全体の消費電力増大なども防ぐことができる。
　なお、実施の形態１と同様に、図３ＢのようなＣＭＯＳセンサであっても、同様の効果を得ることができる。
　（実施の形態３）
　本発明の実施の形態３に係る撮像装置、及びそれに用いられる固体撮像装置について、図面を用いて、上述した実施の形態との相違点を中心に説明する。
　図１０Ａに示す実施の形態３の固体撮像装置は、上述した実施の形態の固体撮像装置から、受光部上に配置される反射防止膜のサイズも、画素毎もしくは画素領域毎に変えていることを特徴とする。また、図１０Ｂに、図１０ＡのＨ－Ｈ’断面構造を示す。
　本実施の形態では、反射防止膜のサイズは一定とせず、受光部上に配置される反射防止膜は、受光部上の遮光膜の開口部に対して、どの部分においても十分にスペースを空けており、フォトマスクの合わせずれを考慮しても、互いに重なることがない状態としている。
　また、遮光膜のサイズを画素毎もしくは画素領域毎に変えることに伴い、反射防止膜もそれに連動して、サイズを変更している。
　図１１の（ａ）は、反射防止膜に遮光膜が乗り上げた場合の断面構造図であり、図１１の（ｂ）は、反射防止膜に遮光膜が乗り上げない場合の断面構造図である。なお、本実施の形態の構成について、理解を容易とするため、図１１の（ａ）および（ｂ）共に、信号蓄積部の電極端と遮光膜との距離は同じとして説明する。
　図１１の（ａ）には、反射防止膜を製造形成する工程で、フォトマスクの合わせずれが発生し、遮光膜と反射防止膜とが重なってしまった場合が示されている。同図の（ａ）において、電極端と遮光膜端との設計上の距離は変わらないが、反射防止膜に遮光膜が乗り上げてしまう分、乗り上げない場合に比べて、光の通過スペースが多くなり、不要な信号電荷発生の一因となる。
　これを防ぐために、遮光膜の開口サイズを画素毎に変える際には、同様に反射防止膜のサイズも変えることで、不要な信号電荷発生の要因を減らすことができる。

Claims (14)

  1. 　被写体へ赤外光を照射する赤外光源と、複数の画素が行列状に配置された画素アレイ部を有する固体撮像装置と、を備えた撮像装置であって、
    　前記固体撮像装置は、前記被写体からの入射光を信号電荷に変換し、前記複数の画素に対応して行列状に配置された複数の受光部と、前記信号電荷を蓄積する信号蓄積部と、前記信号電荷が排出される信号排出部と、前記複数の受光部のそれぞれに対応し当該受光部の上に配置された複数のマイクロレンズと、前記複数の受光部のそれぞれに対応し前記入射光が入射される複数の開口部と、を備え、
    　前記固体撮像装置は、信号排出電圧のＯＮおよびＯＦＦにより、前記信号電荷の読み出しと排出を行い、
    　前記複数のマイクロレンズのそれぞれは、前記画素アレイ部の周辺側に位置するにつれ、当該マイクロレンズに対応した前記受光部の中心よりも画素アレイ部の中心側に寄るように配置され、
    　前記複数の開口部のそれぞれは、前記画素アレイ部の位置に応じて、形状が異なる
    　撮像装置。
  2. 　前記信号排出電圧は、基板電圧（φＳｕｂ）であり、
    　前記信号排出部は、縦型オーバーフロードレインである
    　請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　前記信号排出部は、横型オーバーフロードレインである
    　請求項１に記載の撮像装置。
  4. 　前記信号電荷の読み出し時及び排出時には、読み出し電圧はＯＮである
    　請求項１～３のいずれか一項に記載の撮像装置。
  5. 　前記複数の開口部のそれぞれは、読み出し経路における入射光（斜め光）を遮るような形状を有する
    　請求項１～４のいずれか一項に記載の撮像装置。
  6. 　画素アレイ部は、行方向または列方向において、前記受光部と当該受光部の信号電荷が読み出される前記信号蓄積部とが交互に配置された構成を有し、
    　前記画素アレイ部は、一の前記受光部から一の前記信号蓄積部へ一の前記信号電荷を第１斜め方向へ読み出す複数の第１画素と、他の前記受光部から他の前記信号蓄積部へ他の前記信号電荷を前記第１斜め方向と異なる第２斜め方向へ読み出す複数の第２画素と、を含み、
    　前記複数の第１画素のそれぞれに対応する前記開口部は、前記画素アレイ部からの信号電荷の出力方向と逆方向に向かうにつれ、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有し、
    　前記複数の第２画素のそれぞれに対応する前記開口部は、前記出力方向の順方向に向かうにつれ、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有する
    　請求項１～５のいずれか一項に記載の撮像装置。
  7. 　画素アレイ部は、行方向において、前記受光部と当該受光部の信号電荷が読み出される前記信号蓄積部とが交互に配置された構成を有し、
    　前記複数の開口部は、画素から信号蓄積部への前記信号電荷の読み出し方向に向かうにつれて、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有する
    　請求項１～６のいずれか一項に記載の撮像装置。
  8. 　画素アレイ部は、行方向において、前記受光部と当該受光部の信号電荷が読み出される前記信号蓄積部とが交互に配置された構成を有し、
    　前記画素アレイ部は、一の前記受光部から一の前記信号蓄積部へ一の前記信号電荷を第１斜め方向へ読み出す複数の第１画素と、他の前記受光部から前記一の信号蓄積部へ他の前記信号電荷を前記第１斜め方向と異なる第２斜め方向へ読み出す複数の第２画素と、を含み、
    　前記複数の第１画素及び前記複数の第２画素のそれぞれに対応する前記開口部は、前記画素アレイ部からの信号電荷の出力方向と逆方向に向かうにつれ、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有する
    　請求項１～５のいずれか一項に記載の撮像装置。
  9. 　画素アレイ部は、行方向において、前記受光部と当該受光部の信号電荷が読み出される前記信号蓄積部とが交互に配置された構成を有し、
    　前記画素アレイ部は、一の前記受光部から一の前記信号蓄積部へ一の前記信号電荷を第３斜め方向へ読み出す複数の第３画素と、他の前記受光部から前記一の信号蓄積部へ他の前記信号電荷を前記第３斜め方向と異なる第４斜め方向へ読み出す複数の第４画素と、を含み、
    　前記複数の第３画素及び前記複数の第４画素のそれぞれに対応する前記開口部は、前記画素アレイ部からの信号電荷の出力方向の順方向に向かうにつれ、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有する
    　請求項１～５のいずれか一項に記載の撮像装置。
  10. 　画素アレイ部は、行方向において、前記受光部と当該受光部の信号電荷が読み出される前記信号蓄積部とが交互に配置された構成を有し、
    　前記画素アレイ部は、一の前記受光部から一の前記信号蓄積部へ一の前記信号電荷を第１斜め方向へ読み出す複数の第１画素と、他の前記受光部から前記一の信号蓄積部へ他の前記信号電荷を前記第１斜め方向と異なる第２斜め方向へ読み出す複数の第２画素と、を含み、
    　同じ行方向に配置された前記複数の第１画素と前記複数の第２画素のそれぞれに対応する前記開口部は、読み出し経路における入射光（斜め光）を同じように遮る形状を有する
    　請求項１～５、８のいずれか一項に記載の撮像装置。
  11. 　画素アレイ部は、行方向において、前記受光部と当該受光部の信号電荷が読み出される前記信号蓄積部とが交互に配置された構成を有し、
    　前記画素アレイ部は、一の前記受光部から一の前記信号蓄積部へ一の前記信号電荷を第３斜め方向へ読み出す複数の第３画素と、他の前記受光部から前記一の信号蓄積部へ他の前記信号電荷を前記第３斜め方向と異なる第４斜め方向へ読み出す複数の第４画素と、を含み、
    　同じ行方向に配置された前記複数の第３画素と前記複数の第４画素のそれぞれに対応する前記開口部は、読み出し経路における入射光（斜め光）を同じように遮る形状をそれぞれ有する
    　請求項１～５、９のいずれか一項に記載の撮像装置。
  12. 　画素アレイ部は、行方向において、前記受光部と当該受光部の信号電荷が読み出される前記信号蓄積部とが交互に配置された構成を有し、
    　前記画素アレイ部は、一の前記受光部から一の前記信号蓄積部へ一の前記信号電荷を第１斜め方向へ読み出す複数の第１画素と、他の前記受光部から前記第１画素の信号電荷を読み出した信号蓄積部へ他の前記信号電荷を前記第１斜め方向と異なる第２斜め方向へ読み出す複数の第２画素と、を含み、
    　前記画素アレイ部は、さらに、一の前記受光部から一の前記信号蓄積部へ一の前記信号電荷を第３斜め方向へ読み出す複数の第３画素と、他の前記受光部から前記第３画素の信号電荷を読み出した信号蓄積部へ他の前記信号電荷を前記第３斜め方向と異なる第４斜め方向へ読み出す複数の第４画素と、を含み、
    　前記複数の第１画素及び前記複数の第２画素のそれぞれに対応する前記開口部は、前記画素アレイ部からの信号電荷の出力方向と逆方向に向かうにつれて、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有し、
    　前記複数の第３画素及び前記複数の第４画素のそれぞれに対応する前記開口部は、前記画素アレイ部からの信号電荷の出力方向の順方向に向かうにつれて、読み出し経路における入射光（斜め光）の遮りが大きくなるような形状を有し、
    　同じ行方向に配置された前記複数の第１画素と前記複数の第２画素のそれぞれに対応する前記開口部は、読み出し経路における入射光（斜め光）を同じように遮る形状を有し、
    　同じ行方向に配置された前記複数の第３画素と前記複数の第４画素のそれぞれに対応する前記開口部は、読み出し経路における入射光（斜め光）を同じように遮る形状を有する
    　請求項１～５のいずれか一項に記載の撮像装置。
  13. 　近赤外光を被写体に照射して、当該被写体で反射した光を撮像し、その結果から距離を算出するＴＯＦ（Ｔｉｍｅ　Ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、前記被写体までの距離を測定する
    　請求項１～１２のいずれか一項に記載の撮像装置。
  14. 　被写体へ赤外光を照射する赤外光源と、固体撮像装置とを備える撮像装置に用いられる固体撮像装置であって、
    　前記固体撮像装置は、
    　複数の画素が行列上に配置される画素アレイ部と、前記被写体からの入射光を信号電荷に変換し、前記複数の画素に対応して行列状に配置された複数の受光部と、前記信号電荷を蓄積する信号蓄積部と、前記信号電荷が排出される信号排出部と、前記複数の受光部のそれぞれに対応し当該受光部の上に配置された複数のマイクロレンズと、前記複数の受光部のそれぞれに対応し前記入射光が入射される複数の開口部と、を備え、
    　信号排出電圧のＯＮとＯＦＦにより、前記信号電荷の読み出しと排出を行い、
    　前記複数のマイクロレンズのそれぞれは、前記画素アレイ部の周辺側に位置するにつれ、当該マイクロレンズに対応した前記受光部の中心よりも画素アレイ部の中心側に寄るように配置され、
    　前記複数の開口部のそれぞれは、前記画素アレイ部の位置に応じて、形状が異なる
    　固体撮像装置。
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