固體攝像裝置、攝像模塊及攝像系統的製作方法

2023-05-31 00:47:56 2

專利名稱：固體攝像裝置、攝像模塊及攝像系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種設置有多個配置有對入射光進行濾光的濾色器的像素而將來自被拍攝體的入射光作為攝像信號輸出的固體攝像裝置、使用其的攝像模塊及攝像系統。
背景技術：
在數碼攝像機、數位相機等攝像系統中使用固體攝像裝置。對於該固體攝像裝置而言，具有CXD型、CMOS型的固體攝像裝置等種類。所述固體攝像裝置具備對入射光進行光電轉換的多個像素，在各個像素分別配置有濾色器(例如參照專利文獻1)。通過對各個濾色器所透過的顏色進行適當設定而對入射光進行顏色分離，從而能夠進行彩色圖像的攝像。專利文獻1 日本特開2006-115160號公報然而，對於攝像系統而言，對於其小型化的市場需求高，為了實現攝像系統的小型化，固體攝像裝置的小型化也急劇地展開。然而，若使固體攝像裝置小型化，則因著眼的像素與其周邊的像素間的串擾而產生混色，導致產生畫質的劣化。尤其是，存在向像素入射的光的波長越長則串擾越發顯著化的傾向。

發明內容
本發明是著眼於上述問題而作出的，其目的在於抑制因串擾導致的畫質劣化。為了解決上述課題，本發明的一方案為固體攝像裝置，其將來自被拍攝體的入射光作為攝像信號輸出，其特徵在於，具備多個光電轉換元件，其對所述入射光進行光電轉換；濾色器排列，其包括至少三種以上的濾光的波長區域互不相同的濾色器，在各個光電轉換元件上配置有所述濾色器中的某一個而對所述入射光進行濾光，在規定的波長區域內，所述濾色器彼此的分光透射率相等。根據該構成，各個濾色器彼此在規定的波長區域內分光透射率相等，所以，在該波長區域內，可對某一像素消除分別在行方向及列方向上鄰接的像素的濾色器的影響下產生的串擾成分。發明效果根據本發明，由於將在行方向及列方向上鄰接的像素的濾色器的影響下產生的串擾成分消除，所以在規定的波長區域內能夠抑制因串擾導致的畫質劣化。


圖1是表示本發明的實施方式1的數碼攝像機1的構成的框圖。圖2是表示本發明的實施方式1的攝像傳感器60的構成的圖。圖3是攝像傳感器60的像素61部分的剖視圖。圖4是表示實施方式1的單位排列71的構成的圖。
5
圖5是示意性地表示W、R、Mg、如的濾色器72的各自的分光透射率的圖。圖6是表示像素61的串擾量的圖。圖7是表示所謂原色拜耳(Bayer)排列的單位排列的圖。圖8是表示原色拜耳排列的各濾色器的分光透射率的圖。圖9是表示本發明的實施方式2的數碼攝像機2的構成的框圖。圖10是表示實施方式2的濾色器72的分光透射率的圖。圖11是表示經由光學過濾器80接收了入射光的攝像傳感器60的分光透射率的圖。圖12是表示構成實施方式3的濾色器的單位排列的圖。圖13是示意性地表示W+^、W、Mg+m、Ye+m的濾色器72各自的分光透射率的圖。圖14是表示單位排列71的變形例的圖。圖15是表示單位排列71的其他變形例的圖。
具體實施例方式以下，參照

本發明的實施方式。需要說明的是，以下的實施方式本質上是優選的示例，但並不意味對本發明、其適用物或者其用途的範圍構成限制。另外，在以下的各實施方式和變形例的說明中，對於與曾說明過的構成要件具有同樣功能的構成要件，賦予相同的符號而省略對其的說明。《發明的實施方式1》作為本發明的實施方式的攝像系統的一例，說明數碼攝像機(電子攝像機)。圖1是表示本發明的實施方式1的數碼攝像機1的構成的框圖。如該圖所示，該數碼攝像機1具備數位訊號處理電路10(在圖中簡略記作「DSP」)、CPU20、SDRAM30、SD卡 40、LCD41及攝像模塊50。當利用該數碼攝像機1進行攝影時，攝像模塊50對來自被拍攝體的入射光進行光電轉換，並將其作為攝像信號Sl向數位訊號處理電路10輸出。數位訊號處理電路10對該攝像信號Sl進行規定的信號處理，向作為記錄介質而安裝的SD卡40(例如SD記憶卡 (SD Memoery Card))進行記錄或在作為顯示介質的IXD41 (例如液晶顯示器)進行顯示。 SDRAM30是在利用數位訊號處理電路10進行的信號處理中所使用的記錄介質。需要說明的是，CPU20控制攝像傳感器60和數位訊號處理電路10的動作。以下，對數碼攝像機1的構成要件進行說明。數位訊號處理電路10具備存儲控制器11、電平檢測部12、YC處理部13、壓縮處理部14及數位訊號處理部15，對來自攝像傳感器60的輸出(攝像信號Si)進行處理。-存儲控制器11-存儲控制器11進行電平檢測部12、YC處理部13、壓縮處理部14及數位訊號處理部15(以下將所述各部分總稱為「功能塊」)各自與SDRAM30之間的數據的轉送(從SDRAM30 的讀出和寫入)。在該數位訊號處理電路10中，在各個功能塊的處理所需的像素數量的攝像信號Sl齊備之前，向SDRAM30寫入而保持攝像信號Si。然後，當必要的像素數量的攝像信號Sl齊備時，存儲控制器11根據適當需要從SDRAM30讀出攝像信號Si，從而將攝像信號 Sl向需要的功能塊進行輸出。另外，在數碼攝像機1中，不僅將攝像信號Si、而且還將通過 YC處理部13處理而得到的亮度信號和顏色信號、還有通過壓縮處理部14處理而得到的符號數據等向SDRAM30進行記錄。因此，存儲控制器11進行所述種類的數據和信號的讀出和寫入。-電平檢測部12-電平檢測部12檢測攝像信號Sl的電平，向CPU20通知該攝像信號Sl的電平。詳細而言，該電平檢測部12針對從攝像傳感器60輸出的攝像信號Si，根據攝像傳感器60的畫面整體或一部分的平均值等來算出攝像信號Sl的電平，並向CPU20通知該算出結果。-YC 處理部 13-YC處理部13對攝像信號Sl進行同步化、過濾處理、頻率修正等，並且生成亮度信號和色差信號(以下將所述信號總稱為「YC信號S2」)。另外，該YC處理部13還根據作為長波長側的顏色成分的紅色成分的大小，進行補償亮度信號的高頻成分的信號處理。這是因為，由於串擾使長波長側的入射光向鄰接的像素漏出，其結果是引起析像度的劣化。即， 通過該處理能夠提高因串擾成分而向多個像素分散的紅色成分的析像度。-壓縮處理部14-壓縮處理部14以RAW數據的電平對從攝像傳感器60輸出的攝像信號Sl進行壓縮。而且，壓縮處理部14根據規定的格式對YC信號S2(通過YC處理部13生成的亮度信號和色差信號)進行壓縮。具體而言，例如，若為靜止畫，則根據JPEG的格式進行數據量的壓縮，若為動畫則根據H. 264等的格式進行數據量的壓縮。-數位訊號處理部15-數位訊號處理部15進行用於調整視角大小的放大縮小處理(所謂縮放處理)、損傷修正、照明光色溫度檢測等作為數碼攝像機的動作所必要的信號處理。而且，數位訊號處理部15對安裝的SD卡40進行數據的讀入及寫出。另外，進一步而言，數位訊號處理部15 對作為顯示介質的IXD41顯示預覽等的圖像。CPU20對攝像傳感器60及數位訊號處理電路10的各功能塊輸出數碼攝像機1為實現用戶所期待的動作所必要的控制信號。例如，CPU20對配置在攝像模塊50或數位訊號處理電路10中的各功能塊進行是混合攝像信號Sl而讀出還是不混合攝像信號Sl而讀出的切換，或者進行YC處理部13中的圖像處理的參數等的設定等。需要說明的是，從外部向該CPU20輸入用於設定釋放按鈕和數碼攝像機1的動作的信號(外部輸入S3)。攝像模塊50具備透鏡51、定時脈衝發生器52及攝像傳感器60。透鏡51使來自被拍攝體的光在攝像傳感器60上成像。另外，定時脈衝發生器52生成驅動攝像傳感器60 所需的控制信號。-攝像傳感器60-攝像傳感器60對來自透鏡51的光進行光電轉換，作為攝像信號Sl向數位訊號處理電路10輸出。即，攝像傳感器60是本發明的固體攝像裝置的一例。在本實施方式中，作為攝像傳感器60，採用所謂CCD (電荷耦合元件)型的固體攝像裝置，該攝像傳感器60為表面照射型的攝像傳感器。圖2表示攝像傳感器60的構成。如該圖所示，該攝像傳感器60 具備多個像素61、垂直轉送部62。水平轉送部63及信號輸出部64。在該攝像傳感器60中，像素61配置成二維狀(行列狀)。此外，各個像素61進行光電轉換，將入射的光轉換為電荷。需要說明的是，圖2表示攝像傳感器60的簡要結構，攝像傳感器60實際上具有比該圖所示出的像素更多的像素61。另外，垂直轉送部62與像素61的各列對應設置，將由對應的列的各像素61轉換的電荷向水平轉送部63的方向轉送。水平轉送部63將從垂直轉送部62轉送來的電荷向信號輸出部64轉送。信號輸出部64通過浮動擴散(未圖示)將轉送的電荷轉換為電壓信號，作為與入射的光對應的5攝像信號Sl從攝像傳感器60輸出。圖3是攝像傳感器60的像素61部分的剖視圖。如圖3所示，該攝像傳感器60具備N型半導體層61a、P型半導體層61b、光電轉換元件61c、絕緣膜61d、遮光膜61e、平坦化膜61f、聚光透鏡61g (顯微透鏡)及濾色器72。如圖3所示，在該攝像傳感器60中，在N型半導體層61a上形成有P型半導體層 61b。此外，向P型半導體層61b離子注入N型不純物，從而形成多個光電轉換元件61c。一個光電轉換元件61c對應於一個像素61。另外，在P型半導體層61b上形成有光透過性的絕緣膜6Id。另外，在絕緣膜61d上按照每個光電轉換元件61c形成有濾色器72。S卩，攝像傳感器60具有多個濾色器72，通過所述濾色器72構成濾色器排列70。各個濾色器72分別具有與應當分離的顏色對應的分光透射率，濾色器72的種類數與顏色分離所需的數量一致。即，濾色器排列70至少包含三種以上濾光的波長區域互不相同的濾色器72。此外，所述濾色器72彼此在規定的波長區域內的分光透射率相等。需要說明的是，對於所述濾色器72的分光透射率，在後面將進行詳細描述。另外，為了實現元件的平坦化，在所述濾色器72上形成平坦化膜61f。該平坦化膜61f由二氧化矽構成。此外，在平坦化膜61f上與濾色器72分別對應地配置有聚光透鏡 61g。所述聚光透鏡61g將入射光向光電轉換元件61c上匯聚。需要說明的是，在所述絕緣膜61d上設置有遮光膜61e，從而僅使透過特定的濾色器72的光向光電轉換元件61c入射。〈濾色器排列70的構成〉在該攝像傳感器60中，濾色器排列70通過周期配置η行Xm列(η及m為自然數)的單位排列71而形成。此外，該單位排列71由紅色、品紅、黃色及白色中的至少三種類以上的濾色器72構成。於是，如後述那樣，能夠消除在長波長側顯著發生的串擾成分而生成彩色影像信號。圖4是表示本實施方式的單位排列71的構成的圖。該單位排列71呈2行X2列地配置濾色器72。在圖4中，W、R、Mg及如是表示透過各個濾色器72的顏色成分的記號。 即，該單位排列71由四種濾色器72構成。具體而言，W表示白色，R表示紅色，Mg表示品紅，如表示黃色。即，本實施方式的單位排列71使紅色成分透過每一種濾色器72。所述濾色器72具體而言由有機材料的染料形成，由該染料來確定分光透射率。通過如此地使用有機材料，能夠製成分光透射率精度高的濾色器72，其結果是，能夠提高顏色再現性而提高畫質。該濾色器72通過吸收光而抑制光的透過。即，在使用了有機材料的濾色器72中，主要通過吸收來確定分光透射率。圖5是分別示意性地示出透過的顏色成分分別為W、R、Mg及Xe的濾色器72的分光透射率的圖。在圖5中，虛線表示透過W的濾色器72的分光透射率，單點劃線表示透過 R的濾色器72的分光透射率，實線表示透過Mg的濾色器72的分光透射率，點線表示透過如的濾色器72的分光透射率。在圖5中，在波長為λ λ 2的區域(波長比可見光域 (380nm 780nm)長的長波長側的區域)內，各濾色器72的分光透射率在圖示的情況成為分別不同的值，實際上，所述四種濾色器72在波長為λ λ2的區域內其分光透射率彼此相等。即，如已經描述的那樣，本實施方式的攝像傳感器60使紅色成分透過每一種濾色器 2。《攝像傳感器6O的串擾》接下來，對攝像傳感器60的串擾量進行說明。圖6是表示像素61的串擾量的圖。 該圖表示入射到著眼的像素61的光對鄰接的像素61波及何種程度的影響。在該圖中，橫軸為入射光的波長(λ )，長波長側的串擾量比短波長側的串擾量大。需要說明的是，關於串擾，在著眼的像素61的鄰接方向和像素的構造等方面特性不同。在此，為了簡化說明，以如下方式進行說明，即，對於某一像素61而言，假設僅受到來自與其垂直及水平方向的鄰接的像素的串擾的影響，而無視斜向的像素和存在於比鄰接的像素更遠的像素的影響。另外，一般而言，由於長波長側的串擾量大，因此在本實施方式中， 以該特性為代表特性來進行說明。以下，為了明確與以往的差異，通過對本實施方式的攝像傳感器60和具有原色拜耳排列的單位排列的攝像傳感器的分光透射率進行比較來進行說明。攝像傳感器60的各像素61從在列方向上鄰接的兩個像素61的各自的濾色器72 和在行方向上鄰接的兩個像素61的各自的濾色器72受到串擾產生的影響。S卩，在本實施方式中，與透過的顏色為W的濾色器72 (以下，簡單稱作「W的濾色器72」。同樣，對於其他種類的濾色器72也進行簡稱。)對應的像素61從兩個Mg的濾色器72和兩個R的濾色器 72受到串擾產生的影響。同樣，與R的濾色器72對應的像素61從兩個知的濾色器72和兩個W的濾色器72受到串擾產生的影響。另外，與Mg的濾色器72對應的像素61從兩個 W的濾色器72和兩個如的濾色器72受到串擾產生的影響。而且，與如的濾色器72對應的像素61從兩個R的濾色器72和兩個Mg的濾色器72受到串擾產生的影響。另一方面，圖7是表示所謂原色拜耳排列的單位排列的圖。在圖7中，G、R及B是表示各個濾色器所透過的顏色成分的記號。具體而言，G表示綠色，R表示紅色，B表示藍色。在該排列中也是同樣，各像素從在列方向上鄰接的兩個像素的濾色器和在行方向上鄰接的兩個像素的濾色器受到串擾產生的影響。在該原色拜耳排列中，對於與G的濾色器對應的像素而言，具有在行方向上兩個R的濾色器鄰接且在列方向上兩個B的濾色器鄰接的情況、以及在行方向上兩個B的濾色器鄰接且在列方向上兩個R的濾色器鄰接的情況。此外，無論是哪一情況，都會從分別各鄰接有兩個的、R的濾色器和B的濾色器受到串擾產生的影響。另外，與R的濾色器對應的像素在行方向及列方向的任意方向上都與G的濾色器鄰接，從所述兩個濾色器受到串擾產生的影響。另外，與B的濾色器對應的像素也在行方向及列方向的任意方向上與G的濾色器鄰接，從所述兩個濾色器受到串擾產生的影響。另一方面，著眼的一個像素的波長λ的分光透射率能夠以如下的關係式(1)來表示。該關係式是考慮了在行方向及列方向上分別鄰接的像素(濾色器)的串擾產生的影響的關係式。需要說明的是，關係式(1)中的「著眼像素的分光透射率(λ)」是指，單獨評價像素61的分光透射率的值，即沒有串擾產生的影響的情況下的分光透射率。考慮了串擾產生的影響的分光透射率(λ)=(1-4Χ串擾量(λ)) X著眼像素的分光透射率(λ)+串擾量(λ ) X著眼像素的在列方向上鄰接的一個像素的分光透射率(λ )+串擾量(λ) X著眼像素的在列方向上鄰接的另一個像素的分光透射率(入)+串擾量(λ) X著眼像素的在行方向上鄰接的一個像素的分光透射率(入)+串擾量(λ) X著眼像素的在行方向上鄰接的另一個像素的分光透射率⑴… 關係式(1)該關係式(1)表示，在某一波長λ下，向著眼的像素61入射的入射光向上下左右四個方向的像素61漏出串擾量(λ )，向在上下左右四個方向與著眼像素61鄰接的各個像素61入射的入射光分別向著眼像素61漏入串擾量(λ )。此外，著眼像素61的分光透射率通過所述串擾量(λ)確定。圖8是表示原色拜耳排列的各濾色器的分光透射率的一例的圖。在圖8所示的長波長側的部分(圖8所示的λ 3以上的區域)，各濾色器的分光透射率存在較大差異。此外，原色拜耳排列的濾色器在該長波長側的部分的串擾量大。即，如果考慮串擾的影響，則R 的濾色器的長波長側的分光透射率下降，而G的濾色器的長波長側的分光透射率上升。若單純進行估算，在串擾量超過16. 7%的波長的光入射的情況下，例如與R和G的濾色器對應的像素的信號量的大小關係與期待值顛倒。這對於顏色再現的觀點而言是不佳的。與此相對，在本實施方式的攝像傳感器60中，無論在哪種像素61中，分光透射率都不會受到串擾產生的影響。根據關係式(1)可知，在某一波長λ下，若著眼像素、在行方向上鄰接的兩個像素及在列方向上鄰接的兩個像素的分光透射率彼此相等，即使產生串擾也不會對著眼像素的分光透射率造成影響。詳細而言，對於該攝像傳感器60而言，W、R、Mg、 Ye的各自的濾色器72的分光透射率在波長為長波長側的部分的區域(圖5所示的λ 1 λ 2的區域)內彼此相等。因此，在該攝像傳感器60中，在波長λ λ 2的區域內，即使像素61具有圖6所示的串擾量，其彼此也相互消除。即，理論上而言，各像素61的分光透射率不會從其他像素61受到串擾產生的影響。需要說明的是，在攝像傳感器60中，在短波長側(圖5所示的波長λ 1以下的區域)內，在行方向上鄰接的兩個像素61的濾色器72及在列方向上鄰接的兩個像素61的濾色器72的分光透射率互不相同。然而，如圖6所示，由於存在短波長側的串擾量比長波長側的串擾量少的這一特性，所以，像素間的分光透射率的差異對著眼像素的分光透射率的影響小。《本實施方式的效果》如以上所述，根據本實施方式，無論在哪個像素中，都能夠不受到對規定波長以上的入射光的串擾的影響。詳細而言，在本實施方式的攝像傳感器60中，由於所有的濾色器72透過紅色成分，所以長波長可見光基本達到所有的像素61。因此，能夠在所有像素消除在長波長側顯著產生的串擾成分。因而，其結果是能夠抑制畫質的劣化。
另外，在本實施方式中，由於濾色器排列70構成為nXm的單位排列，所以能夠使將攝像傳感器60的輸出轉換為影像信號的處理部簡化。另外，在本實施方式的單位排列71中，透過對亮度信號作用大的綠色的成分的濾色器72排列成鋸齒狀。因此，能夠提高亮度的析像度，而且通過含有白色而能夠提高感光度。《發明的實施方式2》圖9是表示本發明的實施方式2的數碼攝像機2的構成的框圖。數碼攝像機2的攝像模塊50的構成與實施方式1的數碼攝像機1不同。具體而言，本實施方式的攝像模塊 50還追加具有光學過濾器80。在實施方式2的攝像模塊50中，當進行攝影時，來自被拍攝體的入射光通過透鏡51和光學過濾器80而向攝像傳感器60入射光。該光學過濾器80可抑制波長比各濾色器72彼此的分光透射率彼此相等的區域 (參照圖5等)長的長波長的光的透過。於是，通過光學過濾器80，能夠選擇性地僅抑制大到不可無視串擾量的程度的波長的串擾。具體而言，該光學過濾器80是抑制波長λ 』(後述)以上的光的透過的頂截止濾光器。光學過濾器80可以採用通過吸收光來抑制規定波長以上的光的形式，也可以採用通過反射光來抑制規定波長以上的光的形式。例如，若採用通過反射來抑制規定波長以上的光的形式，則能夠提高光學過濾器80的耐久性。另外，若採用通過吸收光來抑制規定波長以上的光的形式，則成為不大依賴向光學過濾器80入射的光的角度的分光透射率。由此， 能夠防止因斜光等產生陰影，從而能夠抑制畫質的劣化。另外，各濾色器72的分光透射率也與實施方式1不同。圖10表示本實施方式的濾色器72的分光透射率。如該圖所示，在該濾色器72中，從可見光域的長波長的部分到近紅外域的波長λ 』，其分光透射率大致相等，對于波長λ』以上而言，其分光透射率存在差已升。《實施方式2的串擾》圖11是表示經由光學過濾器80接收到入射光的攝像傳感器60的分光透射率的圖。如該圖所示，在波長λ 』以上的波長區域(即在濾色器72中分光透射率出現差異的區域)內，入射光基本不透過。由此，波長λ』以上的區域中的分光透射率的差異極小。另外， 在可見光的長波長區域內，在所有的濾色器中，分光透射率大致相等。即，在該數碼攝像機2 中，串擾的影響大的可見光的長波長區域及波長λ』以下的近紅外域的波長的串擾被全部消除。《實施方式2的變形例》需要說明的是，在實施方式2中，光學過濾器80可以具有抑制可見光域的長波長的透過的特性。另外，例示出通過光學過濾器80抑制透過的波長域(在上述的例子中為入』 以上的區域)。例如，為了使根據關係式(1)求得的分光透射率成為期望值，可以設定光學過濾器80的波長域。《發明的實施方式3》實施方式3的數碼攝像機的YC處理部13的構成和濾色器72的構成與實施方式 1不同。在本實施方式的濾色器排列中混合存在有抑制近紅外域的波長的光的透過的濾色器72和允許近紅外域的波長的光的透過的濾色器72。圖12是表示構成本發明的實施方式3的濾色器的單位排列90的圖。如圖12所示，該單位排列90構成為2行X2列，該單位排列90周期性配置而構成濾色器排列。在圖 12中，W+IR、Ye+IR, Mg+頂及W是表示各個濾色器72透過的顏色成分的記號。具體而言， W+頂表示透過白色和近紅外域，Ye+頂表示透過黃色和近紅外域，Mg+頂表示透過品紅和近紅外域，W表示透過白色。另外，圖13是示意性地示出W+頂的濾色器72、W的濾色器72、 Mg+IR的濾色器72及如+IR的濾色器72各自的分光透射率的圖。在該圖中，虛線表示W+頂的濾色器72的分光透射率，單點劃線表示W的濾色器72的分光透射率，實線表示Mg+頂的濾色器72的分光透射率，點線表示如+IR的濾色器72的分光透射率。需要說明的是，在該例中，在從可見光域以上的波長到波長λ，的區域能夠抑制各濾色器72的透過。另外，本實施方式的YC處理部13對針對近紅外域的波長的光的攝像傳感器的輸出進行修正。例如，在僅有近紅外域的波長的光的環境下，在單位排列90中，僅W的濾色器 72對近紅外域沒有感光度。因此，成為2行Χ2列的單位排列90中的欠缺了一個像素量的攝像信號。因此，本實施方式的YC處理部13通過補償該一個像素量來輸出近紅外域的影像信號。在可見光和近紅外域的波長的光混合存在的環境下，對於來自像素61的信號，存在包含(可見光的規定的顏色+近紅外)的信息的信號和僅包含可見光的信息的信號。因此，在本實施方式的YC處理部13中，根據各像素彼此的加減運算及矩陣運算來算出R、G、B 的信號。根據算出的R、G、B信號的各個值算出近紅外的信息，輸出可見光的影像信號和近紅外域的影像信號的至少一方。於是，在僅存在近紅外域的波長的光的環境下，能夠補償沒有感光度的一個像素量。如上所述，在使用了本實施方式的攝像傳感器的攝像系統中，能夠進行利用了可見光以外的近紅外域的波長的光的攝影。需要說明的是，在從可見光域以上的波長到波長λ，的分光透射率不均勻的情況下，可以在光路上追加與濾色器72不同的光學過濾器，從而抑制從可見光域以上的波長到波長λ』的透過特性。這樣一來，能夠僅對可見光進行攝影，從而能夠有效消除串擾產生的影響。《其他的實施方式》需要說明的是，在上述的各實施方式及變形例中，各濾色器72的分光透射率最優選在規定的波長區域內如上述那樣彼此相等，但是它們也可以大致相等(差異越小越好)，可以允許存在些許差異。另外，在實施方式1、2及其變形例中，在YC處理部13中，也可以通過根據作為長波長以外的顏色成分的綠色或藍色成分的大小來抑制高頻成分，從而抑制影像信號整體的析象感的不均。YC處理部13中進行的、該高頻成分的抑制和所述高頻成分的補償除了對亮度信號進行之外，還可以對色差信號進行。另外，在從YC處理部13輸出的信號為R、G、B 信號的情況下，可以僅進行R的高頻成分的補償，也可以僅進行高頻成分(G、B中的至少一方)的抑制。當然，也可以同時進行所述高頻成分的補償、所述高頻成分的補償和抑制。這樣一來，能夠使紅色成分的析像度與含有較多高頻成分的綠色或藍色成分的析像度的差降低，從而能夠提高畫質。
另外，在上述的各實施方式及變形例中，攝像傳感器60中的像素61的排列除了上述那樣的正方格子之外，可以是斜方格子，也可以成為各像素重心處於像素錯位這種關係的排列。另外，在實施方式1、2及其變形例中，單位排列71的構成也是例示。例如，單位排列71可以為圖14所示的單位排列。另外，也可以是將圖14所示的單位排列旋轉180 度、90度、45度或任意角度的排列。另外，在上述的各實施方式及變形例中，單位排列71形成為2行X2列，但只要如圖15所示那樣成為nXm(n及m為自然數)即可，也可以是使單位排列旋轉180度、90 度、45度或任意角度的排列。另外，在上述的各實施方式及變形例中，濾色器72的材料可以是有機材料的顏料。另外，在上述的各實施方式及變形例中，濾色器72的材料可以替代有機材料而使用無機材料。通過使用無機材料，能夠使攝像傳感器60 (固體攝像裝置)的製造過程簡化，從而能夠進行成本的削減。該濾色器通過反射光而抑制光的透過。即，在使用了無機材料的濾色器中，分光透射率主要通過反射來確定。在使用無機材料的情況下，可以是單層膜結構，也可以是多層膜結構。在採用單層膜結構的情況下，能夠提高濾色器的耐久性，並且能夠降低製造成本。另外，在採用多層結構的情況下，與單層結構相比，雖然製造成本有所上升，但是能夠容易地調節濾色器72的分光透射率。另外，在實施方式1中，可以在攝像模塊50中追加頂截止濾光器，從而抑制近紅外域波長光向攝像傳感器60透過。另外，在同時使像素61對近紅外域的波長的光也進行受光的攝像系統中，在可見光域(波長380nm 780nm)的因串擾產生的分光透射率的變動十分小的情況下，也可以是使近紅外域的分光透射率大致相等的形態。這樣一來，能夠對沒有人類視覺度特性的部分的攝像傳感器60的輸出電平進行抑制，從而能夠提高圖像的品質。另外，在上述的各實施方式及變形例中，攝像傳感器60為C⑶型的固體攝像裝置，但是也可以是CMOS型的固體攝像裝置，還可以是NMOS型的固體攝像裝置。另外，在上述的各實施方式及變形例中，攝像傳感器60為表面照射型的攝像傳感器，但是也可以是背面照射型的攝像傳感器。在上述的各實施方式及變形例中，作為攝像系統例示出了數碼攝像機，但是也可以是電子靜態相機，還可以是內窺鏡。另外，構成單位排列71的濾色器的種類也是例示。例如，可以是將黃色的濾色器和品紅的濾色器以該順序配置在第一行，而將紅色的濾色器和黃色的濾色器以該順序配置在第二行。在該例中，透過對亮度信號作用大的綠色成分的濾色器排列成鋸齒狀，從而能夠提高亮度的析像度。另外，還可以是將黃色的濾色器和品紅的濾色器以該順序配置在第一行，而將黃色的濾色器和紅色的濾色器以該順序配置在第二行。在該例中，雖然亮度的水平方向的析像度有所劣化，但是能夠提高垂直方向的析像度。另外，也可以是將黃色的濾色器和品紅的濾色器以該順序配置在第一行，而將白色的濾色器和紅色的濾色器以該順序配置在第二行。在該例中，透過含有顏色信息的紅色和藍色的濾色器排列成鋸齒狀，從而能夠提高顏色信號的析像度。另外，還可以是將白色的濾色器和品紅的濾色器以該順序配置在第一行，而將紅色的濾色器和白色的濾色器以該順序配置在第二行。在該例中，透過對亮度信號作用大的綠色成分的濾色器排列成鋸齒狀，從而能夠提高亮度的析像度。而且，由於含有更多白色， 能夠進一步提高感光度。另外，也可以是將白色的濾色器和黃色的濾色器以該順序配置在第一行，而將紅色的濾色器和白色的濾色器以該順序配置在第二行。在該例中，含有更多的透過對亮度信號作用大的綠色成分的濾色器。因此，能夠提高析像度。另外，還可以是將白色的濾色器和品紅的濾色器以該順序配置在第一行，而將白色的濾色器和紅色的濾色器以該順序配置在第二行。在該例中，通過具備較多的白色的濾色器來提高感光度。另一方面，亮度的水平方向的析像度發生劣化，而垂直方向的析像度能夠得到提高。另外，也可以是將白色的濾色器和黃色的濾色器以該順序配置在第一行，而將白色的濾色器和紅色的濾色器以該順序配置在第二行。在該例中，由於具備更多的透過對亮度信號作用大的綠色成分的濾色器，能夠提高析像度。另外，在實施方式1、2及其變形例中，在單位排列71中，分光透射率相等的區域(圖5所示的波長為λ 1 λ 2的區域)為例示。只要根據攝像系統的用途進行適當選定即可。例如，當λ 1為380nm 780nm(可視域)時，能夠減輕在對可見光域攝影的情況下的串擾，從而能夠提高畫質。另外，當λ 1為780nm(近紅外域)以上時，能夠減輕對近紅外域波長的光進行攝影的情況下的串擾，從而能夠提高畫質。另外，當λ 1為380nm 780nm(可視域)、λ 2為可視域的380nm 780nm且比 λ 1長時，在對可見光域進行攝影的情況下，能夠僅減輕可見光域的串擾，從而能夠提高畫質。另外，當λ 為380nm 780nm(可視域)、而λ2為780nm(近紅外域)以上時，在對可見光域和近紅外域進行攝影的情況下，能夠減輕可見光域和近紅外域的串擾，從而能夠提高畫質。另外，當λ 1為780nm(近紅外域)以上、λ 2為780nm(近紅外域)以上且比λ 1 長時，在對近紅外域進行攝影的情況下，能夠選擇性地減輕特定波長的近紅外域的串擾，從而能夠提高畫質。產業上的可利用性本發明的固體攝像裝置具有能夠抑制因串擾導致的畫質劣化的效果，其作為將入射光作為攝像信號輸出的固體攝像裝置、固體攝像裝置、使用該固體攝像裝置的攝像模塊及攝像系統等是有用的。符號說明I、2 數碼攝像機(攝像系統)60 攝像傳感器(固體攝像裝置)
61c 光電轉換元件
70,90 濾色器排列
71 單位排列
72濾色器
80光學過濾器
Sl攝像信號
權利要求
1.一種固體攝像裝置，其將來自被拍攝體的入射光作為攝像信號輸出，其特徵在於，具備多個光電轉換元件，其對所述入射光進行光電轉換； 濾色器排列，其包括至少三種以上的濾光的波長區域互不相同的濾色器， 在各個光電轉換元件上配置有所述濾色器中的某一個而對所述入射光進行濾光， 在規定的波長區域內，所述濾色器彼此的分光透射率相等。
2.根據權利要求1所述的固體攝像裝置，其特徵在於， 所述規定的波長區域包含在可見光的波長以上的波長區域內。
3.根據權利要求1所述的固體攝像裝置，其特徵在於，還具備光學過濾器，該光學過濾器抑制與所述規定的波長區域相比波長更長的長波長的光的透過。
4.根據權利要求3所述的固體攝像裝置，其特徵在於， 所述光學過濾器抑制近紅外域的波長的光的透過。
5.根據權利要求3所述的固體攝像裝置，其特徵在於， 所述光學過濾器通過反射光來抑制光的透過。
6.根據權利要求3所述的固體攝像裝置，其特徵在於， 所述光學過濾器通過吸收光來抑制光的透過。
7.根據權利要求1所述的固體攝像裝置，其特徵在於， 所述濾色器由有機材料構成。
8.根據權利要求1所述的固體攝像裝置，其特徵在於， 所述濾色器由無機材料構成。
9.根據權利要求1所述的固體攝像裝置，其特徵在於， 所述濾色器通過反射光來抑制光的透過。
10.根據權利要求1所述的固體攝像裝置，其特徵在於， 所述濾色器通過吸收光來抑制光的透過。
11.根據權利要求8所述的固體攝像裝置，其特徵在於， 所述濾色器具有多層膜結構。
12.根據權利要求8所述的固體攝像裝置，其特徵在於， 所述濾色器具有單層膜結構。
13.根據權利要求1所述的固體攝像裝置，其特徵在於， 每一種所述濾色器均使紅色成分透過。
14.根據權利要求13所述的固體攝像裝置，其特徵在於，所述濾色器排列由紅色的濾色器、品紅的濾色器、黃色的濾色器及白色的濾色器中的至少三種以上構成。
15.根據權利要求13所述的固體攝像裝置，其特徵在於，所述濾色器排列通過配置多個η行Xm列的單位排列而形成，其中，η及m為自然數。
16.根據權利要求15所述的固體攝像裝置，其特徵在於， 所述單位排列形成為η = m。
17.根據權利要求16所述的固體攝像裝置，其特徵在於，所述單位排列形成為2行X2列，在第一行按順序配置有黃色的濾色器和品紅的濾色器，在第二行按順序配置有紅色的濾色器和黃色的濾色器。
18.根據權利要求16所述的固體攝像裝置，其特徵在於，所述單位排列形成為2行X2列，在第一行按順序配置有黃色的濾色器和品紅的濾色器，在第二行按順序配置有紅色的濾色器和白色的濾色器。
19.根據權利要求16所述的固體攝像裝置，其特徵在於，所述單位排列形成為2行X2列，在第一行按順序配置有黃色的濾色器和品紅的濾色器，在第二行按順序配置有黃色的濾色器和紅色的濾色器。
20.根據權利要求16所述的固體攝像裝置，其特徵在於，所述單位排列形成為2行X2列，在第一行按順序配置有黃色的濾色器和品紅的濾色器，在第二行按順序配置有白色的濾色器和紅色的濾色器。
21.根據權利要求16所述的固體攝像裝置，其特徵在於，所述單位排列形成為2行X2列，在第一行按順序配置有白色的濾色器和品紅的濾色器，在第二行按順序配置有紅色的濾色器和白色的濾色器。
22.根據權利要求16所述的固體攝像裝置，其特徵在於，所述單位排列形成為2行X2列，在第一行按順序配置有白色的濾色器和黃色的濾色器，在第二行按順序配置有紅色的濾色器和白色的濾色器。
23.根據權利要求16所述的固體攝像裝置，其特徵在於，所述單位排列形成為2行X2列，在第一行按順序配置有白色的濾色器和品紅的濾色器，在第二行按順序配置有白色的濾色器和紅色的濾色器。
24.根據權利要求16所述的固體攝像裝置，其特徵在於，所述單位排列形成為2行X2列，在第一行按順序配置有白色的濾色器和黃色的濾色器，在第二行按順序配置有白色的濾色器和紅色的濾色器。
25.根據權利要求13所述的固體攝像裝置，其特徵在於，在所述濾色器排列中混合存在抑制近紅外域的波長的光的透過的濾色器和允許近紅外域的波長的光的透過的濾色器。
26.根據權利要求13所述的固體攝像裝置，其特徵在於，還具備光學過濾器，該光學過濾器抑制與所述規定的波長區域相比波長更長的長波長的光的透過。
27.根據權利要求1所述的固體攝像裝置，其特徵在於，該固體攝像裝置為CMOS型固體攝像裝置、NMOS型固體攝像裝置及CXD型固體攝像裝置中的任意一種。
28.一種攝像模塊，其特徵在於，具備權利要求1的固體攝像裝置；以及透鏡。
29.一種攝像系統，其特徵在於，具備權利要求觀的攝像模塊；以及信號處理電路，其處理所述攝像模塊的固體攝像裝置輸出的攝像信號。
30.根據權利要求四所述的攝像系統，其特徵在於，所述信號處理電路根據所述攝像信號所包含的紅色成分的比例進行該攝像信號的高頻成分的強調。
31.根據權利要求四所述的攝像系統，其特徵在於，所述信號處理電路根據所述攝像信號所包含的藍色成分的比例及綠色成分的比例進行該攝像信號的高頻成分的抑制。
32.根據權利要求四所述的攝像系統，其特徵在於，該攝像系統為電子靜態相機、電子攝像機及內窺鏡中的任意一種。
全文摘要
本發明提供一種固體攝像裝置、攝像模塊及攝像系統。在該固定攝像裝置中，設置有對入射光進行光電轉換的多個光電轉換元件(61c)。另外，設置有濾色器排列(70)，其包括至少三種以上的濾光的波長區域互不相同的濾色器(72)。在各個光電轉換元件(61c)上配置有濾色器(72)中的某一個而對入射光進行濾光。此外，在規定的波長區域內，各個濾色器(72)彼此的分光透射率相等。
文檔編號H04N9/07GK102342110SQ200980157820
公開日2012年2月1日 申請日期2009年11月2日 優先權日2009年3月5日
發明者今村邦博, 森圭一 申請人:松下電器產業株式會社