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公開番号2025015331
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023118666
出願日2023-07-20
発明の名称光検出装置、光学素子、および電子機器
出願人ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
代理人弁理士法人つばさ国際特許事務所
主分類H10F 39/12 20250101AFI20250123BHJP()
要約【課題】斜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。
【解決手段】本開示の一実施形態の光検出装置は、球状または楕円体状の形状を有する第1構造体と、前記第1構造体の周囲に設けられ、前記第1構造体の屈折率とは異なる屈折率を有する充填部材とを含む第1導光部材と、前記第1導光部材を介して入射する光を光電変換する第1光電変換素子とを備える。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
球状または楕円体状の形状を有する第１構造体と、前記第１構造体の周囲に設けられ、前記第１構造体の屈折率とは異なる屈折率を有する充填部材とを含む第１導光部材と、
前記第１導光部材を介して入射する光を光電変換する第１光電変換素子と
を備える光検出装置。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記第１導光部材は、前記第１構造体の周囲に設けられ、球状または楕円体状の形状を有する第２構造体を有する
請求項１に記載の光検出装置。
【請求項３】
前記第２構造体は、前記第１構造体の屈折率とは異なる屈折率を有する
請求項２に記載の光検出装置。
【請求項４】
前記第１構造体と前記第２構造体とは、互いに異なる大きさを有する
請求項２に記載の光検出装置。
【請求項５】
前記第２構造体は、前記第１構造体と積層するように設けられている
請求項２に記載の光検出装置。
【請求項６】
前記第１構造体は、第１部分と、前記第１部分の周囲を覆うように設けられ、前記第１部分の屈折率とは異なる屈折率を有する第２部分とを含む
請求項１に記載の光検出装置。
【請求項７】
前記第１構造体は、球状または楕円状の形状を有する第１部分および第２部分を有し、
前記第１部分の少なくとも一部は、前記第２部分内に設けられている
請求項１に記載の光検出装置。
【請求項８】
前記第１構造体および前記充填部材を含む第２導光部材と、
前記第２導光部材を介して入射する光を光電変換する第２光電変換素子と
をさらに備え、
前記第１導光部材における前記第１構造体の密度は、前記第２導光部材における前記第１構造体の密度と異なる
請求項１に記載の光検出装置。
【請求項９】
前記第１構造体は、半球状または半楕円状の形状を有する第１部分と、前記第１部分と積層するように設けられ、半球状または半楕円状の形状を有する第２部分とを含む
請求項８に記載の光検出装置。
【請求項１０】
前記第１部分と前記第２部分との間に設けられる中間層をさらに備える
請求項９に記載の光検出装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光検出装置、光学素子、および電子機器に関する。
続きを表示（約 3,900 文字）【背景技術】
【０００２】
円柱形状を有する複数のナノ構造物と、ナノ構造物と異なる屈折率を有する周辺物質とを備えるメタ光学素子が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１４０１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光を検出する装置では、斜めに入射する光に対する特性を向上させることが望ましい。
【０００５】
斜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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一実施形態の光検出装置は、球状または楕円体状の形状を有する第１構造体と、第１構造体の周囲に設けられ、第１構造体の屈折率とは異なる屈折率を有する充填部材とを含む第１導光部材と、第１導光部材を介して入射する光を光電変換する第１光電変換素子とを備える。
本開示の一実施形態の光学素子は、球状または楕円体状の形状を有する複数の第１構造体と、隣り合う複数の第１構造体の間に設けられ、第１構造体の屈折率とは異なる屈折率を有する充填部材とを備える。
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、球状または楕円体状の形状を有する第１構造体と、第１構造体の周囲に設けられ、第１構造体の屈折率とは異なる屈折率を有する充填部材とを含む第１導光部材と、第１導光部材を介して入射する光を光電変換する第１光電変換素子とを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
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部の一例を示す図である。
図３は、本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の画素の回路構成の一例を説明するための図である。
図４は、本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の平面構成の一例を示す図である。
図５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６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７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別の例を示す図である。
図８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別の例を示す図である。
図９Ａは、本開示の第１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９Ｂは、本開示の第１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１０Ａ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１０Ｂ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１０Ｃ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１１Ａ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製造方法の一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撮像装置の導光部の製造方法の一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撮像装置の導光部の製造方法の一例を説明するための図である。
図１１Ｄ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製造方法の一例を説明するための図である。
図１１Ｅ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製造方法の一例を説明するための図である。
図１１Ｆ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製造方法の一例を説明するための図である。
図１１Ｇ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製造方法の一例を説明するための図である。
図１１Ｈ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製造方法の一例を説明するための図である。
図１１Ｉ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製造方法の一例を説明するための図である。
図１１Ｊ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製造方法の一例を説明するための図である。
図１２Ａは、本開示の変形例１に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。
図１２Ｂは、本開示の変形例１に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。
図１３Ａは、本開示の変形例１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１３Ｂは、本開示の変形例１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１４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１５Ａ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１５Ｂ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１６Ａ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１６Ｂ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１７Ａは、本開示の変形例４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１７Ｂは、本開示の変形例４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１８Ａ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１８Ｂ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１８Ｃ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１８Ｄ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１９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２０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２１は、本開示の第２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２２は、本開示の変形例７に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。
図２３は、本開示の変形例８に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。
図２４Ａは、本開示の変形例９に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。
図２４Ｂは、本開示の変形例９に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。
図２５Ａは、本開示の変形例１０に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。
図２５Ｂは、本開示の変形例１０に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。
図２６Ａは、本開示の変形例１０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２６Ｂは、本開示の変形例１０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２７は、本開示の変形例１１に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。
図２８は、本開示の変形例１２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３の実施の形態に係る光学素子の構成例を説明するための図である。
図３０は、本開示の第３の実施の形態に係る光学素子の構成例を説明するための図である。
図３１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３２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３３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３４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３５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。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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．適用例
５．応用例
【０００９】
＜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。図２は、第１の実施の形態に係る撮像装置の画素部の一例を示す図である。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。
【００１０】
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。
（【００１１】以降は省略されています）

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