CN110050347B - 摄像元件和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本技术涉及能够抑制光接收部的灵敏度差异的摄像元件和电子设备。所述摄像元件包括像素阵列,在所述像素阵列中至少布置有:第一光接收部,其被构造成接收预定颜色的光;和第二光接收部,其被构造成接收具有在带域宽度上比所述预定颜色的波长带域的带域宽度窄的波长带域的光。而且,在所述像素阵列被垂直线和水平线分成四个区域的情况下,在布置有至少一个所述第一光接收部和至少一个所述第二光接收部的第一块中的所述第二光接收部的位置在各个所述区域中是不同的。本技术能够适用于例如CMOS图像传感器。
Description
技术领域
本技术涉及摄像元件和电子设备,并且更具体地,涉及能够抑制光接收部的灵敏度差异的摄像元件和电子设备。
背景技术
传统上,已经提出了这样一种摄像元件,该摄像元件通过使用等离子体滤波器来检测预定的窄波长带域(窄带域)的光(下文中,也称为窄带域光)(例如,参见专利文献1)。
引用文献列表
专利文献
专利文献1:PCT国际申请公开号2016/059369
发明内容
本发明要解决的问题
这里,专利文献1说明了这样一种像素布置:其中,相同颜色的像素以2行×2列的块为单位布置着。在以这个方式把相同颜色的像素沿垂直方向或水平方向排列着的情况下,与其中把不同颜色的像素排列着的情况相比,在相同颜色的像素之间更可能出现灵敏度差异。
本技术是鉴于上述这种状况而做出的,并且本技术的目的是抑制例如像素等光接收部的灵敏度差异。
解决问题的技术方案
根据本技术的第一方面的摄像元件包括像素阵列,在所述像素阵列中至少布置有:第一光接收部,其被构造成接收预定颜色的光;和第二光接收部,其被构造成接收具有在带域宽度上比所述预定颜色的波长带域的带域宽度窄的波长带域的光。这里,在所述像素阵列被垂直线和水平线分成四个区域的情况下,位于布置有至少一个所述第一光接收部和至少一个所述第二光接收部的第一块中的所述第二光接收部的位置在各个所述区域中是不同的。
各个所述区域之中的位于所述第一块中的所述第二光接收部的位置可以关于所述垂直线与所述水平线的交叉点是对称的。
各个所述区域之中的位于所述第一块中的所述第二光接收部的位置可以关于所述垂直线或所述水平线是对称的。
与所述第二光接收部相邻的上方、下方光接收部之中的更靠近所述垂直线与所述水平线的交叉点的那个光接收部是第三光接收部,与所述第二光接收部相邻的左方、右方光接收部之中的更靠近所述交叉点的那个光接收部是第四光接收部,而且,由所述第三光接收部接收的颜色和由所述第四光接收部接收的颜色的组合在各个所述第二光接收部之间可以是一致的。
位于所述第一块中的所述第二光接收部的位置是可以基于所述第一块中的所述第一光接收部的灵敏度而被设定的。
所述垂直线与所述水平线的交叉点可以跟所述像素阵列的中心重合。
所述垂直线与所述水平线的交叉点可以位于光学***的光轴上,所述光学***用于将光引导到所述像素阵列。
所述第一光接收部和所述第二光接收部每一者都可以是像素。
所述第一光接收部和所述第二光接收部每一者都可以是一个像素内的光接收区域。
所述第二光接收部中使用的第二光学滤波器可以是具有在带域宽度上比所述第一光接收部中使用的第一光学滤波器的带域宽度窄的透射带域的光学滤波器。
所述第二光学滤波器可以是等离子体滤波器(plasmon filter)。
所述第二光学滤波器可以是Fabry-Perot(法布里-珀罗)干涉型滤波器。
在所述像素阵列中,可以布置有:包括用于接收红色光的第五光接收部的第二块、包括用于接收绿色光的第六光接收部的第三块、包括用于接收绿色光的第七光接收部的第四块、和包括用于接收蓝色光的第八光接收部的第五块。所述第一光接收部可以是所述第五光接收部至所述第八光接收部中的一者,并且所述第一块可以是所述第二块至第所述五块中的一者。
所述像素阵列中的所述第二块至所述第五块的颜色布置可以符合拜耳阵列的颜色布置。
在所述第二块至所述第五块中,所述光接收部布置成两行×两列。
根据本技术的第二方面的电子设备包括:摄像元件;以及信号处理器,其被构造成处理从所述摄像元件输出的信号。这里,所述摄像元件包括像素阵列,在所述像素阵列中至少布置有:第一光接收部,其被构造成接收预定颜色的光;和第二光接收部,其被构造成接收具有在带域宽度上比所述预定颜色的波长带域的带域宽度窄的波长带域的光。而且,在所述像素阵列被垂直线和水平线分成四个区域的情况下,位于布置有至少一个所述第一光接收部和至少一个所述第二光接收部的第一块中的所述第二光接收部的位置在各个所述区域中是不同的。
根据本技术的第一方面或第二方面,通过所述第一光接收部接收预定颜色的光,并且通过所述第二光接收部接收波长带域比所述预定颜色的波长带域窄的光。
本发明的效果
根据本技术的第一方面或第二方面,能够抑制光接收部的灵敏度差异。
注意,这里记载的效果不是受限制的,并且可以具有本公开中说明的任何效果。
附图说明
图1是示出应用本技术的摄像装置的实施例的框图。
图2是示出摄像元件的电路的构造示例的框图。
图3是示意性地示出摄像元件的第一实施例的构造示例的截面图。
图4是示出具有孔阵列结构的等离子体滤波器的构造示例的图。
图5是示出表面等离子体的色散关系的曲线图。
图6是示出具有孔阵列结构的等离子体滤波器的光谱特性的第一示例的曲线图。
图7是示出具有孔阵列结构的等离子体滤波器的光谱特性的第二示例的曲线图。
图8是示出等离子体模式(plasmon mode)和波导管模式(waveguide mode)的曲线图。
图9是示出表面等离子体的传播特性的示例的曲线图。
图10是示出具有孔阵列结构的等离子体滤波器的另一构造示例的图。
图11是示出具有两层结构的等离子体滤波器的构造示例的图。
图12是示出具有点阵列(dot array)结构的等离子体滤波器的构造示例的图。
图13是示出具有点阵列结构的等离子体滤波器的光谱特性的示例的曲线图。
图14是示出使用GMR的等离子体滤波器的构造示例的图。
图15是示出使用GMR的等离子体滤波器的光谱特性的示例的曲线图。
图16是示意性示出摄像元件的第二实施例的构造示例的截面图。
图17是示意性示出摄像装置中发生耀斑(flare)的情形的图。
图18是用于说明摄像装置中的耀斑的减少方法的图。
图19是示出窄带域滤波器和透射滤波器的光谱特性的第一示例的曲线图。
图20是示出窄带域滤波器和透射滤波器的光谱特性的第二示例的曲线图。
图21是示出窄带域滤波器和透射滤波器的光谱特性的第三示例的曲线图。
图22是示意性示出摄像元件的第三实施例的构造示例的截面图。
图23是示出像素阵列的像素布置的第一实施例的图。
图24是示意性示出光入射至像素阵列的的方向的图。
图25是示意性示出倾斜光入射至像素的状态的图。
图26是示出Quadra阵列的像素块内的灵敏度差异的图。
图27是示出像素阵列的像素布置的第二实施例的图。
图28是示出像素阵列的像素布置的第三实施例的图。
图29是示出像素阵列的像素布置的第四实施例的图。
图30是示出像素阵列的像素布置的第五实施例的图。
图31是示出像素阵列的像素布置的第六实施例的图。
图32是示出像素阵列的像素布置的第七实施例的图。
图33是示出图32的像素阵列的像素块中的各个像素的灵敏度差异的示例的图。
图34是示出像素阵列的像素布置的第八实施例的图。
图35是示出像素阵列的像素布置的第九实施例的图。
图36是示出能够应用本技术的层叠型固态摄像装置的构造示例的概要的图。
图37是示出本技术的应用例的图。
图38是示出在检测食品的味道或新鲜度的情况下的检测带域的示例的表。
图39是示出在检测水果的糖含量或水分含量的情况下的检测带域的示例的表。
图40是示出在对塑料进行分类的情况下的检测带域的示例的表。
图41是示出内窥镜手术***的示意性构造的示例的图。
图42是示出摄像头和CCU的功能构造的示例的框图。
图43是示出车辆控制***的示意性构造示例的框图。
图44是示出车外信息检测单元和摄像单元的安装位置的示例的说明图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图详细说明用于实施本发明的方式(下文中,称为“实施方式”)。注意,将按以下顺序给出说明。
1.第一实施方式
2.第二实施方式
3.变形方式
4.应用例
[1.第一实施方式]
首先,将参考图1~图22来说明本技术的第一实施方式。
<摄像装置的构造示例>
图1是示出摄像装置的实施例的框图,该摄像装置作为应用本技术的一种类型的电子设备。
例如,图1的摄像装置10是能够拍摄静止图像和运动图像的数码相机。另外,例如,摄像装置10包括多光谱相机,该多光谱相机能够检测比基于三原色或颜色匹配功的传统R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)或者Y(黄色)、M(品红色)和C(青色)这三个波长带域(三个带域)多的四个以上波长带域(四个带域以上)的光(多光谱)。
摄像装置10包括光学***11、摄像元件12、存储器13、信号处理器14、输出部15和控制部16。
例如,光学***11包括未图示的变焦透镜、聚焦透镜、和光圈等,并且光学***11致使来自外部的光入射至摄像元件12。另外,根据需要,在光学***11中设置有各种滤波器,例如偏振滤波器等。
例如,摄像元件12是互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。摄像元件12接收来自光学***11的入射光,进行光电转换,并且输出与入射光对应的图像数据。
存储器13临时存储从摄像元件12输出的图像数据。
信号处理器14使用存储在存储器13中的图像数据来进行信号处理(例如,诸如噪声消除、和白平衡调节等处理),并且将处理后的信号提供给输出部15。
输出部15输出从信号处理器14接收到的图像数据。例如,输出部15具有包括液晶等的显示器(未图示),并且把与来自信号处理器14的图像数据对应的光谱(图像)作为所谓的直通图(through image)显示出来。例如,输出部15包括用于驱动诸如半导体存储器、磁盘或光盘等记录介质的驱动器(未图示),并且输出部15将来自信号处理器14的图像数据记录到该记录介质中。例如,输出部15起到用于执行与未图示的外部设备的通信的通信接口的作用,并且以无线方式或有线方式将来自信号处理器14的图像数据发送到该外部设备。
控制部16根据用户的操作等控制摄像装置10的各个部分。
<摄像元件的电路的构造示例>
图2是示出图1的摄像元件12的电路的构造示例的框图。
摄像元件12包括像素阵列31、行扫描电路32、锁相环(PLL:phase locked loop)33、数模转换器(DAC:digital analog converter)34、列模数转换器(column ADC)电路35、列扫描电路36和感测放大器37。
在像素阵列31中,多个像素51以二维方式布置着。
像素51设置在连接到行扫描电路32的水平信号线H与连接到列ADC电路35的垂直信号线V彼此交叉的点处,并且像素51包括:光电二极管61,其进行光电转换;以及数种类型的晶体管,它们用于读取所存储的信号。换句话说,如图2的右侧放大图所示,像素51包括光电二极管61、传输晶体管62、浮动扩散部63、放大晶体管64、选择晶体管65和复位晶体管66。
累积在光电二极管61中的电荷通过传输晶体管62传输到浮动扩散部63。浮动扩散部63连接到放大晶体管64的栅极。在像素51作为信号读出的对象的情况下,通过行扫描电路32经由水平信号线H将选择晶体管65接通,并且通过将放大晶体管64的源极跟随器(source follower)驱动,把所选择的像素51的信号作为与累积在光电二极管61中的电荷的累积电荷量对应的像素信号读出到垂直信号线V。另外,通过将复位晶体管66接通来使像素信号复位。
行扫描电路32依次输出用于对像素阵列31的像素51进行逐行地驱动(例如,传输、选择、复位等)的驱动信号。
基于从外部提供过来的时钟信号,PLL 33产生并输出为了驱动摄像元件12的各个部分而需要的预定频率的时钟信号。
DAC 34产生并输出具有如下形状(大致为锯齿的形状)的斜坡信号:在电压从预定电压值以一定斜率下降之后,该斜坡信号返回到预定电压值。
列ADC电路35包括多个比较器71和多个计数器72,比较器71和计数器72的数量与像素阵列31的像素51的列数对应,列ADC电路35通过对从像素51输出的像素信号执行相关双采样(CDS:correlated double sampling)来提取信号电平,并且输出像素数据。换句话说,比较器71将从DAC 34提供过来的斜坡信号与从像素51输出的像素信号(亮度值)进行比较,并且将作为结果而获得的比较结果信号提供给计数器72。然后,计数器72根据从比较器71输出的比较结果信号对预定频率的计数器时钟信号进行计数,以便对像素信号进行A/D转换。
列扫描电路36依次按照预定时序把致使像素数据输出的信号提供给列ADC电路35的计数器72。
感测放大器37将从列ADC电路35提供过来的像素数据放大,然后将该数据输出到摄像元件12的外部。
<摄像元件的第一实施例>
图3示意性示出了作为图1的摄像元件12的第一实施例的摄像元件12A的截面构造示例。图3示出了摄像元件12的像素51-1至像素51-4这四个像素的截面。注意,在下文中,在不需要将像素51-1至像素51-4单独区分的情况下,可将像素51-1至像素51-4简称为像素51。
在各个像素51中,从上面起依次层叠有芯片上微透镜(on-chip microlens)101、层间膜102、窄带域滤波器层103、层间膜104、光电转换元件层105和信号布线层106。换句话说,摄像元件12包括这样的背面照射型CMOS图像传感器:其中,光电转换元件层105设置在信号布线层106的光入射侧。
芯片上微透镜101是用于将光聚集到各个像素51的光电转换元件层105中的光学元件。
层间膜102和层间膜104包括诸如SiO2等介电体。如下所述,优选地使层间膜102和层间膜104的介电常数尽可能低。
在窄带域滤波器层103中,各个像素51设置有窄带域滤波器NB,该窄带域滤波器NB是用于透射预定的窄波长带域(窄带域)的窄带域光的光学滤波器。例如,它是一种使用诸如铝等金属薄膜的金属薄膜滤波器,而且,利用表面等离子体(surface plasmon)的等离子体滤波器被用于该窄带域滤波器NB。另外,窄带域滤波器NB的透射带域是针对各个像素51而设定的。窄带域滤波器NB的透射带域的类型(波段数)是任意的,例如,将波段数设定为等于或大于4。
这里,窄带域例如表示比基于三原色或颜色匹配功能的传统红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)或者黄色(Y)、品红色(M)和青色(C)的颜色滤波器的透射带域窄的波长带域。另外,在下文中,接收通过窄带域滤波器NB透射的窄带域光的像素将会被称为多光谱像素(multispectral pixel)或MS像素。
例如,光电转换元件层105包括图2中所示的光电二极管61等,光电转换元件层105接收通过窄带域滤波器层103(窄带域滤波器NB)透射的光(窄带域光),并将所接收的光转换为电荷。另外,光电转换元件层105被构造成使得各个像素51通过元件分离层彼此电气隔离。
在信号布线层106中,设置有用于读取累积在光电转换元件层105中的电荷的配线等。
<关于等离子体滤波器>
接下来,参考图4~图15,将说明能够用于窄带域滤波器NB的等离子体滤波器。
图4示出了具有孔阵列结构的等离子体滤波器121A的构造示例。
等离子体滤波器121A包括等离子体共振体,其中孔132A以蜂窝形状布置在金属薄膜(下文中,称为导体薄膜)131A上。
各个孔132A穿透导体薄膜131A,并用作波导管。通常,在该波导管中,设定有根据诸如边长和直径等形状而确定的遮断频率(cutoff frequency)和遮断波长(cutoffwavelength),并且该波导管具有不让频率小于或等于遮断频率(或者波长大于或等于遮断波长)的光透射的性质。孔132A的遮断波长主要取决于开口直径D1,并且在开口直径D1变小的情况下,遮断波长变短。这里,将开口直径D1设定为小于要透射的光的波长的值。
另一方面,在光入射至导体薄膜131A(其中以小于或等于光的波长的短周期按规则间隔而形成有孔132A)的情况下,导致出现如下现象:波长大于孔132A的遮断波长的光被透射。这种现象被称为等离子体的异常透射现象。这种现象是由于导体薄膜131A和上层的层间膜102之间的边界处的表面等离子体激发而引起的。
这里,参考图5,将说明等离子体的异常透射现象(表面等离子体共振)的发生条件。
图5是示出表面等离子体的色散关系的曲线图。曲线图的横轴表示角频率矢量k,纵轴表示角频率ω。ωp表示导体薄膜131A的等离子体频率。ωsp表示层间膜102和导体薄膜131A之间的界面处的表面等离子体频率,并由下述公式(1)表示。
[数学式1]
这里,εd表示构成层间膜102的介电体的介电常数。
根据公式(1),当等离子体频率ωp增加时,表面等离子体频率ωsp增加。另外,当介电常数εd减小时,表面等离子体频率ωsp增加。
线L1表示光的色散关系(细线),并且由下述公式(2)表示。
[数学式2]
这里,C表示光速。
线L2表示表面等离子体的色散关系,并由下述公式(3)表示。
[数学式3]
这里,εm表示导体薄膜131A的介电常数。
在角频率矢量k小的范围内,由线L2表示的表面等离子体的色散关系与由线L1表示的细线是逐渐接近的,并且随着角频率矢量k的增加,由线L2表示的表面等离子体的色散关系与表面等离子体频率ωsp是逐渐接近的。
然后,在下述公式(4)成立的情况下,发生等离子体的异常透射现象。
[数学式4]
这里,λ表示入射光的波长。θ表示入射光的入射角。Gx和Gy由下述公式(5)表示。
|Gx|=|Gy|=2π/a0…(5)
这里,a0表示导体薄膜131A的包括孔132A的孔阵列结构的晶格常数。
公式(4)的左侧表示表面等离子体的角频率矢量,并且右侧表示导体薄膜131A的孔阵列周期的角频率矢量。因此,在表面等离子体的角频率矢量与导体薄膜131A的孔阵列周期的角频率矢量相同的情况下,发生等离子体的异常透射现象。然后,此时,λ的值是等离子体的共振波长(等离子体滤波器121A的透射波长)。
注意,公式(4)左侧的表面等离子体的角频率矢量由导体薄膜131A的介电常数εm和层间膜102的介电常数εd来确定。另一方面,右侧的孔阵列周期的角频率矢量由光的入射角θ和导体薄膜131A的相邻孔132A之间的节距(孔节距)P1来确定。因此,等离子体的共振波长和共振频率由导体薄膜131A的介电常数εm、层间膜102的介电常数εd、光的入射角θ和孔节距P1来确定。这里,在光的入射角为0°的情况下,等离子体的共振波长和共振频率由导体薄膜131A的介电常数εm、层间膜102的介电常数εd和孔节距P1来确定。
因此,等离子体滤波器121A的透射带域(等离子体的共振波长)根据导体薄膜131A的材料和厚度、层间膜102的材料和厚度、孔阵列的图案周期(例如,孔132A的开口直径D1和孔节距P1)等而变化。特别地,在确定了导体薄膜131A及层间膜102的材料和厚度的情况下,等离子体滤波器121A的透射带域就根据孔阵列的图案周期(特别是孔节距P1)而变化。换句话说,当孔节距P1变窄时,等离子体滤波器121A的透射带域向短波长侧移动,并且当孔节距P1变宽时,等离子体滤波器121A的透射带域向长波长侧移动。
图6是示出在孔节距P1改变的情况下等离子体滤波器121A的光谱特性的示例的曲线图。曲线图的横轴表示波长(单位为nm),纵轴表示灵敏度(单位是任意单位)。线L11表示孔节距P1设定为250nm的情况下的光谱特性,线L12表示孔节距P1设定为325nm的情况下的光谱特性,并且线L13表示孔节距P1设定为500nm的情况下的光谱特性。
在孔节距P1设定为250nm的情况下,等离子体滤波器121A主要透射蓝色波长带域的光。在孔节距P1设定为325nm的情况下,等离子体滤波器121A主要透射绿色波长带域的光。在孔节距P1设定为500nm的情况下,等离子体滤波器121A主要透射红色波长带域的光。然而,在孔节距P1设定为500nm的情况下,等离子体滤波器121A由于稍后所述的波导管模式还透射具有比红色波长低的波长的带域中的大量光。
图7是示出在孔节距P1改变的情况下等离子体滤波器121A的光谱特性的另一示例的曲线图。曲线图的横轴表示波长(单位为nm),纵轴表示灵敏度(单位是任意单位)。该示例示出了在将250nm至625nm以25nm为增量进行分割来改变孔节距P1的情况下的16种类型的等离子体滤波器121A的光谱特性的示例。
注意,等离子体滤波器121A的透射率主要由孔132A的开口直径D1来确定。当开口直径D1增加时,透射率增加,但是容易发生混色。通常,希望开口直径D1设定成使得开口率变为孔节距P1的50%~60%。
另外,如上所述,等离子体滤波器121A的各个孔132A都可起到波导管的作用。因此,取决于等离子体滤波器121A的孔阵列的图案,在光谱特性中,在某些情况下,不仅通过表面等离子体共振而透射的波长成分(等离子体模式中的波长成分)会增加,而且通过孔132A(波导管)透射的波长成分(波导管模式中的波长成分)也会增加。
图8示出了如同由图6的线L13表示的光谱特性那样在将孔节距P1设定为500nm的情况下的等离子体滤波器121A的光谱特性。在该示例中,比630nm附近的遮断波长长的波长侧是等离子体模式中的波长分量,并且比遮断波长短的波长侧是波导管模式中的波长分量。
如上所述,遮断波长主要取决于孔132A的开口直径D1,并且在开口直径D1变小的情况下,遮断波长变短。然后,在等离子体模式中,当遮断波长和峰值波长之间的差增大时,等离子体滤波器121A的波长分辨率特性得到改善。
另外,如上所述,当导体薄膜131A的等离子体频率ωp增加时,导体薄膜131A的表面等离子体频率ωsp增加。另外,当层间膜102的介电常数εd减小时,表面等离子体频率ωsp增加。于是,当表面等离子体频率ωsp增加时,可以将等离子体的共振频率设定得较高,并且可以将等离子体滤波器121A的透射带域(等离子体的共振波长)设定为较短的波长带域。
因此,在将具有较小的等离子体频率ωp的金属用于导体薄膜131A的情况下,能够将等离子体滤波器121A的透射带域设定为较短的波长带域。例如,铝、银、金等是优选的。然而,在将透射带域设定为诸如红外光等的长波长带域的情况下,也可以使用铜等。
另外,在将具有小介电常数εd的介电体用于层间膜102的情况下,可以将等离子体滤波器121A的透射带域设定为较短的波长带域。例如,SiO2、低介电常数(low-k)材料等是优选的。
另外,图9是示出在将铝用于导体薄膜131A并且将SiO2用于层间膜102的情况下,导体薄膜131A和层间膜102之间的界面处的表面等离子体的传播特性的曲线图。曲线图的横轴表示光的波长(单位为nm),纵轴表示传播距离(单位为μm)。另外,线L21表示在界面方向上的传播特性,线L22表示在层间膜102的深度方向(垂直于界面的方向)上的传播特性,并且线L23表示在导体薄膜131A的深度方向(垂直于界面的方向)上的传播特性。
表面等离子体的在深度方向上的传播距离ΛSPP(λ)由下述公式(6)表示。
[数学式5]
这里,kSPP表示由表面等离子体传播时所经过的材料的吸收系数。εm(λ)表示导体薄膜131A的针对于波长为λ的光的介电常数。εd(λ)表示层间膜102的针对于波长为λ的光的介电常数。
因此,如图9所示,针对于波长为400nm的光,表面等离子体从层间膜102(包括SiO2)的表面沿深度方向传播大约100nm。因此,在将层间膜102的厚度设定为大于或等于100nm的情况下,这防止了层间膜102和导体薄膜131A之间的界面处的表面等离子体受到层叠于层间膜102的与导体薄膜131A相反的一侧的表面上的物质的影响。
另外,针对于波长为400nm的光,表面等离子体从导体薄膜131A(包括铝)的表面沿深度方向传播大约10nm。因此,在将导体薄膜131A的厚度设定为大于或等于10nm的情况下,这防止了层间膜102与导体薄膜131A之间的界面处的表面等离子体受到层间膜104的影响。
<等离子体滤波器的其他示例>
接下来,将参考图10~图15来说明等离子体滤波器的其他示例。
图10的A中的等离子体滤波器121B包括等离子体共振体,在该等离子体共振体中,孔132B以直连矩阵(direct matrix)的形式布置在导体薄膜131B中。在等离子体滤波器121B中,例如,透射带域根据相邻孔132B之间的节距P2来改变。
另外,在等离子体共振体中,并不需要所有的孔都贯穿导体薄膜,并且即使在一部分孔由不贯穿导体薄膜的非贯穿孔形成的情况下,该等离子体共振体也可以用作滤波器。
例如,图10的B示出了包括等离子体共振体的等离子体滤波器121C的平面图和截面图(沿平面图中的线A-A'截取的截面图),在该等离子体共振体中,包括贯穿孔的孔132C和包括非贯穿孔的孔132C'以蜂窝的形式布置在导体薄膜131C中。换句话说,在等离子体滤波器121C中,包括贯穿孔的孔132C和包括非贯穿孔的孔132C'按规则间隔布置着。
此外,基本上使用单层的等离子体共振体作为等离子体滤波器;然而,例如,也可以使用两层的等离子体共振体。
例如,图11中所示的等离子体滤波器121D包括等离子体滤波器121D-1和等离子体滤波器121D-2这两层。等离子体滤波器121D-1和等离子体滤波器121D-2具有以下结构:其中,孔布置成蜂窝状结构,如同构成图4的等离子体滤波器121A的等离子体共振体一样。
另外,优选地,等离子体滤波器121D-1和等离子体滤波器121D-2之间的距离D2大约为透射带域的峰值波长的1/4。另外,考虑到设计的自由度,距离D2优选小于或等于透射带域的峰值波长的1/2。
这里,除了如在等离子体滤波器121D那样的将等离子体滤波器121D-1和等离子体滤波器121D-2中的孔以同样图案布置着以外,例如,在两层等离子体共振体结构中,这些孔还可以以彼此相似的图案布置。另外,在两层等离子体共振体结构中,孔和点可以布置成如下图案:其使得孔阵列结构和点阵列结构(稍后说明)彼此反转。此外,等离子体滤波器121D具有两层结构;然而,也能够使用三层或更多层。
另外,虽然上面已经说明了使用具有孔阵列结构的等离子体共振体的等离子体滤波器的构造示例,但是还可以采用具有点阵列结构的等离子体共振体作为等离子体滤波器。
参考图12,将说明具有点阵列结构的等离子体滤波器。
图12的A中的等离子体滤波器121A'具有相对于图4的等离子体滤波器121A的等离子体共振体呈负-正反转的结构,即,它是这样的等离子体共振体:其具有点133A,这些点133A以蜂窝形式布置在介电体层134A上。各个点133A之间的空间填充有介电体层134A。
等离子体滤波器121A'吸收预定波长带域的光,因此被用作补色滤波器。被等离子体滤波器121A'吸收的光的波长带域(以下称为吸收带域)根据相邻点133A之间的节距(以下称为点节距)P3等而变化。另外,根据点节距P3来调整点133A的直径D3。
图12的B中的等离子体滤波器121B'具有相对于图10的A中的等离子体滤波器121B的等离子体共振体呈负-正反转的结构,即,它是这样的等离子体共振体结构:其中,点133B以直连矩阵的形式布置在介电体层134B上。各个点133B之间的空间填充有介电体层134B。
等离子体滤波器121B'的吸收带域根据相邻点133B之间的点节距P4等而变化。另外,根据点节距P4来调节点133B的直径D3。
图13是示出在图12的A中的等离子体滤波器121A'的点节距P3改变的情况下的光谱特性的示例的曲线图。曲线图的横轴表示波长(单位为nm),纵轴表示透射率。线L31表示将点节距P3设定为300nm的情况下的光谱特性,线L32表示将点节距P3设定为400nm的情况下的光谱特性,并且线L33表示将点节距P3设定为500nm的情况下的光谱特性。
如图所示,当点节距P3变窄时,等离子体滤波器121A'的吸收带域向短波长侧移动,并且当点节距P3变宽时,等离子体滤波器121A'的吸收带域向长波长侧移动。
这里,在孔阵列结构和点阵列结构的等离子体滤波器任一者中,可以简单地通过调节孔或点在平面方向上的节距来调节透射带域或吸收带域。因此,例如,通过仅仅在光刻工艺中调节孔或点的节距,就可以针对各个像素个别地设定透射带域或吸收带域,并且可以通过较少的步骤使滤波器变成多色化。
另外,等离子体滤波器的厚度约为100nm至500nm,这与有机材料的颜色滤波器的厚度大致相似,并且等离子体滤波器具有较好的工艺亲和性。
另外,图14所示的使用导模共振(guided mode resonant,GMR)的等离子体滤波器151可以用于窄带域滤波器NB。
在等离子体滤波器151中,从上面开始依次层叠有导体层161、SiO2膜162、SiN膜163和SiO2基板164。例如,导体层161包含于图3的窄带域滤波器层103中,并且SiO2膜162、SiN膜163和SiO2基板164包含于例如图3的层间膜104中。
在导体层161中,例如,包括铝的矩形导体薄膜161A以预定节距P5布置,使得导体薄膜161A的长边彼此相邻。然后,等离子体滤波器151的透射带域根据节距P5等而改变。
图15是示出在节距P5改变的情况下的等离子体滤波器151的光谱特性的示例的曲线图。曲线图的横轴表示波长(单位为nm),纵轴表示透射率。该示例示出了如下情况下的光谱特性:通过将280nm至480nm按40nm为增量进行分割而使节距P5变为六种类型的节距,并且将相邻导体薄膜161A之间的狭缝的宽度设定为节距P5的1/4。另外,透射带域的峰值波长最短的波形表示在将节距P5设定为280nm的情况下的光谱特性,并且峰值波长随着节距P5变宽而变长。换句话说,当节距P5变窄时,等离子体滤波器151的透射带域向短波长侧移动,并且当节距P5变宽时,等离子体滤波器151的透射带域向长波长侧移动。
如同上述具有孔阵列结构和点阵列结构的等离子体滤波器,使用GMR的等离子体滤波器151相比于有机材料的颜色滤波器也具有较好的亲和性。
<摄像元件的第二实施例>
接下来,参考图16~图21,将说明图1的摄像元件12的第二实施例。
图16示意性示出了作为摄像元件12的第二实施例的摄像元件12B的截面的构造示例。这里,在图中,与图3的摄像元件12A对应的部分采用相同的附图标记表示,并且将适当地省略其说明。
摄像元件12B与摄像元件12A的不同之处在于,在芯片上微透镜101和层间膜102之间层叠有颜色滤波器层107。
在摄像元件12B的窄带域滤波器层103中,窄带域滤波器NB仅设置在一些像素51中,而不设置在所有的像素51中。窄带域滤波器NB的透射带域的类型(波段数)是任意的,例如,将波段数设定为大于或等于1。
在颜色滤波器层107中,在各个像素51中都设置颜色滤波器。例如,在不包括窄带域滤波器NB的像素51中,设置一般的红色滤波器R、一般的绿色滤波器G和一般的蓝色滤波器B(未图示)中的任一者。因此,利用该构造,例如设置有红色滤波器R的R像素、设置有绿色滤波器G的G像素、设置有蓝色滤波器B的B像素、以及设置有窄带域滤波器NB的MS像素在像素阵列31中布置着。
另外,在设置有窄带域滤波器NB的像素51中,在颜色滤波器层107中设置有透射滤波器P。如下所述,透射滤波器P包括如下的光学滤波器(低通滤波器、高通滤波器或带通滤波器):该光学滤波器用于透射包括该同一像素51的窄带域滤波器NB的透射带域的波长带域中的光。
注意,设置在颜色滤波器层107中的颜色滤波器可以是有机材料类型和无机材料类型之中任一类型的颜色滤波器。
例如,作为有机材料类型的颜色滤波器,可以考虑:使用合成树脂或天然蛋白质的染色和着色体系、以及使用颜料色素或染料色素的含有色素体系。
对于无机材料类型的颜色滤波器,例如,可以使用诸如TiO2、ZnS、SiN、MgF2、SiO2和低介电常数(low-k)材料等材料。另外,为了形成无机材料系的颜色滤波器,例如,可以使用诸如蒸镀、溅射和化学气相沉积(CVD)成膜等方法。
另外,如上参考图9所述,层间膜102的膜厚度被设定为:能够防止位于层间膜102和窄带域滤波器层103之间的界面上的表面等离子体受到颜色滤波器层107的影响。
这里,通过设置在颜色滤波器层107中的透射滤波器P来抑制耀斑的发生。这将参考图17和图18进行说明。
图17示意性示出了在使用图2的摄像元件12A的摄像装置10中发生耀斑的情形,其中在该摄像元件12A中没有设置颜色滤波器层107。
在该示例中,摄像元件12A设置在半导体芯片203中。具体地,半导体芯片203安装在基板213上,并且其周围被密封玻璃211和树脂212覆盖。然后,通过设置于图1的光学***11中的透镜201、IR遮断滤波器202和密封玻璃211而透射的光入射至摄像元件12A。
这里,在摄像元件12A的窄带域滤波器层103的窄带域滤波器NB包括等离子体滤波器的情况下,在等离子体滤波器上形成有金属导体薄膜。由于该导体薄膜具有高的反射率,因此,容易反射除了透射带域之外的波长的光。于是,例如,如图17所示,被导体薄膜反射的光的一部分被密封玻璃211、IR遮断滤波器202或透镜201反射,并再次入射至摄像元件12A。由于这些再次入射的光而发生了耀斑。特别地,具有孔阵列结构的等离子体滤波器具有低的开口率,因此,容易发生耀斑。
为了防止这种反射光,例如,可以想到使用包括与导体薄膜不同的金属或具有高介电常数的材料的抗反射膜。然而,在等离子体滤波器利用表面等离子体共振、并且这种抗反射膜与导体薄膜的表面接触的情况下,等离子体滤波器的特性会变劣,或者可能难以获得所期望的特性。
相对照地,图18示意性示出了在具有图16的摄像元件12B的摄像装置10中是如何发生耀斑的,其中在该摄像元件12B中设置有颜色滤波器层107。这里,在该图中,与图17对应的部分采用相同的附图标记。
图18的示例与图17的示例的不同之处在于,设置了半导体芯片221以代替半导体芯片203。半导体芯片221与半导体芯片203的不同之处在于,设置有摄像元件12B以代替摄像元件12A。
如上所述,在摄像元件12B中,透射滤波器P设置在窄带域滤波器NB的上方(光入射至侧)。因此,入射至摄像元件12B的光在被透射滤波器P遮断了预定的波长带域后,进入窄带域滤波器NB,因此,抑制了进入窄带域滤波器NB的入射光量。结果,被窄带域滤波器NB(等离子体滤波器)的导体薄膜反射的光量也减少了,因此这减少了耀斑。
图19~图21示出了窄带域滤波器NB的光谱特性和设置在窄带域滤波器NB上方的透射滤波器P的光谱特性的示例。这里,在图19~图21的曲线图中,横轴表示波长(单位为nm),纵轴表示灵敏度(单位为任意单位)。
图19中的线L41表示窄带域滤波器NB的光谱特性。该窄带域滤波器NB的光谱特性的峰值波长大约在430nm附近。线L42表示低通型透射滤波器P的光谱特性。线L43表示高通型透射滤波器P的光谱特性。线L44表示带通型透射滤波器P的光谱特性。在包括窄带域滤波器NB的光谱特性的峰值波长的预定波长带域中,所有透射滤波器P的灵敏度都超过窄带域滤波器NB的灵敏度。因此,利用任意的透射滤波器P,可以在基本上不会使窄带域滤波器NB的透射带域中的光衰减的前提下,减少进入窄带域滤波器NB的入射光的量。
图20中的线L51表示窄带域滤波器NB的光谱特性。该窄带域滤波器NB的光谱特性的峰值波长大约在530nm附近。线L52表示低通型透射滤波器P的光谱特性。线L53表示高通型透射滤波器P的光谱特性。线L54表示带通型透射滤波器P的光谱特性。在包括窄带域滤波器NB的光谱特性的峰值波长的预定波长带域中,所有透射滤波器P的灵敏度都超过窄带域滤波器NB的灵敏度。因此,利用任意的透射滤波器P,可以在基本上不会使窄带域滤波器NB的透射带域中的光衰减的前提下,减少进入窄带域滤波器NB的入射光的量。
图21中的线L61表示窄带域滤波器NB的光谱特性。在等离子体模式中,窄带域滤波器NB的光谱特性的峰值波长大约在670nm附近。线L62表示低通型透射滤波器P的光谱特性。线L63表示高通型透射滤波器P的光谱特性。线L64表示带通型透射滤波器P的光谱特性。在包括处于630nm以上的等离子体模式的峰值波长的预定波长带域中,所有透射滤波器P的灵敏度都超过窄带域滤波器NB的灵敏度,上述630nm是窄带域滤波器NB的光谱特性的遮断波长。因此,利用任意的透射滤波器P,可以在基本上不会使窄带域滤波器NB的等离子体模式的透射带域中的光衰减的前提下,减少进入窄带域滤波器NB的入射光的量。然而,考虑到窄带域滤波器的特性,更优选地使用高通型透射滤波器P或带通型透射滤波器P,这是因为在窄带域滤波器NB的波导管模式下的波长带域的光能够被遮断。
这里,在红色滤波器R、绿色滤波器G、或蓝色滤波器B的透射带域包括下层的窄带域滤波器NB的透射带域的情况下,这些滤波器可以用于透射滤波器P。
另外,在图16的示例中,虽然仅在一些像素51中设置窄带域滤波器NB;然而,也可以在所有像素51中设置窄带域滤波器NB。在这种情况下,针对各个像素51,可以在颜色滤波器层107中设置有具有包括像素51的窄带域滤波器NB的透射带域的透射带域的透射滤波器P。
此外,颜色滤波器层107的颜色滤波器的颜色组合不限于上述示例,并且可以根据需要进行修改。
另外,在不需要针对上述耀斑采取措施的情况下,例如,在窄带域滤波器NB的上层中可以不设置透射滤波器P,或者可以设置有让所有波长的光透射的虚设(dummy)滤波器。
<摄像元件的第三实施例>
接下来,参考图22,将说明图1的摄像元件12的第三实施例。
图22示意性示出了作为摄像元件12的第三实施例的摄像元件12C的截面的构造示例。这里,在图中,与图3的摄像元件12A对应的部分采用相同的附图标记表示,并且将适当地省略其说明。
摄像元件12C与摄像元件12A的不同之处在于,设置了滤波器层108以代替窄带域滤波器层103。另外,摄像元件12C与图16的摄像元件12B的不同之处在于,窄带域滤波器NB和颜色滤波器(例如,红色滤波器R、绿色滤波器G和蓝色滤波器B)设置在同一滤波器层108中。
利用这种构造,在R像素、G像素、B像素和MS像素被布置在摄像元件12C的像素阵列31中的情况下,可以省略颜色滤波器层107。
这里,在使用有机材料类型的颜色滤波器的情况下,为了防止由于热引起的颜色滤波器的损坏等,例如,首先形成窄带域滤波器NB,并且在进行高温最终热处理(例如烧结工艺等)之后,形成颜色滤波器。另一方面,在使用无机材料类型的颜色滤波器的情况下,基本上不需要受到上述形成顺序的制约。
另外,在如图16的摄像元件12B的情况中那样针对耀斑采取措施的情况下,跟摄像元件12B一样,可以在芯片上微透镜101和层间膜102之间层叠有颜色滤波器层。在这种情况下,在窄带域滤波器NB被布置于滤波器层108中的像素51中,在颜色滤波器层中设置有上述透射滤波器P。另一方面,在颜色滤波器被布置于滤波器层108中的像素51中,在颜色滤波器层中不设置滤波器,或者设置有让所有波长的光透射的虚设滤波器或与滤波器层108的颜色相同的颜色滤波器。
[2.第二实施方式]
接下来,将参考图23~图35说明本技术的第二实施方式。
<像素阵列的第一实施例>
图23示出了作为图2的像素阵列31的第一实施例的像素阵列31A的像素布置的示例。注意,区域A1~区域A4是利用垂直线Lv和水平线Lh将像素阵列31A分成两行和两列的四个区域而获得的区域。此外,垂直线Lv与水平线Lh的交点与像素阵列31A的中心重合。
在像素阵列31A中,R像素、Gr像素、Gb像素和B像素分别以两行和两列的块(以下称为像素块)为单位布置着。此外,根据拜耳阵列的颜色布置,进行以像素块为单位的颜色布置。这里,在这种情况下,G像素被分成与R像素布置在同一行的Gr像素和与B像素布置在同一行的Gb像素。
在下文中,将像素51的布置称为Quadra阵列。此外,在下文中,包括R像素(像素R1~像素R4)的像素块将被称为R块。包括Gr像素(像素Gr1~像素Gr4)的像素块被称为Gr块。包括Gb像素(像素Gb1~像素Gb4)的像素块被称为Gb块。包括B像素(像素B1~像素B4)的像素块被称为B块。
在Quadra阵列中,同一像素块中的像素51的灵敏度是不同的。这将参考图24~图26进行说明。
图24示意性示出了向着像素阵列31入射的光的角度。在该示例中,图1的光学***11包括透镜301,并且像素阵列31的中心跟垂直线Lv与水平线Lh的交叉点重合,使得这两者都在透镜301的光轴上。
如该图所示,光不仅在垂直于像素阵列31的方向上入射至像素阵列31的各个像素51,而且还从倾斜方向入射至像素阵列31的各个像素51。此外,光的入射方向根据像素51的位置而变化。例如,关于区域A1的右上角处的像素51,会从倾斜的左下角进入大量光。另一方面,关于区域A3的左下角处的像素51,会从倾斜的右上角进入大量光。这种在倾斜方向上的光(倾斜光)成为发生混色的原因,并且是导致同一像素块中的像素51之间的灵敏度不同的原因。
图25示出了向像素阵列31的区域A4中的像素Gb1和像素Gb4入射的倾斜光的情形。
图25的上侧示出了像素51在像素阵列31的区域A4中的颜色布置。
来自倾斜的左上方的大量倾斜光入射到(具体地在区域A4中的)右下角的像素51上。此时,在该图中被圆圈包围的像素Gb1中,不仅直接入射到像素Gb1的光容易进入,而且来自在倾斜光的入射侧与像素Gb1相邻的上方像素R3和左方像素B2的光也容易进入。这里,由于在倾斜光的入射侧的倾斜方向上与像素Gb1相邻的像素Gr4跟像素Gb1之间的接触面积非常小,因此,几乎没有光从像素Gr4入射至像素Gb1。
以类似的方式,在图中被圆圈包围的像素Gb4中,不仅直接入射到像素Gb4的光容易进入,而且来自在倾斜光的入射侧与像素Gb4相邻的左方像素Gb3和上方像素Gb2的光也容易进入。这里,由于在倾斜光的入射侧的倾斜方向上与像素Gb4相邻的像素Gb1跟像素Gb4之间的接触面积非常小,因此,几乎没有光从像素Gb1入射至像素Gb4。
图25的左下侧示意性示出了像素Gb1以及在像素Gb1上方相邻的像素R3的截面。图25的右下侧示意性示出了像素Gb4以及在像素Gb4上方相邻的像素Gb2的截面。
在各个像素51中,从上面开始依次层叠有芯片上微透镜311、滤波器层312、层间膜313和光电转换元件层314。此外,在像素Gb1、Gb2和Gb4中,在滤波器层312中设置有绿色滤波器G,并且在像素R3中,在滤波器层312中设置有红色滤波器R。
这里,由于从像素R3的芯片上微透镜311透过并入射至像素R3的红色滤波器R和像素Gb1的绿色滤波器G之间的边界的光具有不同的红色滤波器R的透射带域和绿色滤波器G的透射带域,因此,光被绿色滤波器G遮断,并且几乎不入射至像素Gb1。换句话说,在相邻像素51具有不同颜色的情况下,不容易发生混色。
另一方面,由于像素Gb2的绿色滤波器G和像素Gb4的绿色滤波器G这两个颜色滤波器具有相同的透射带域,因此,从像素Gb2的芯片上微透镜311透过并入射至像素Gb2的绿色滤波器G和像素Gb4的绿色滤波器G之间的边界的光大部分入射至像素Gb4而没有被遮断。换句话说,在相邻像素51是相同颜色的情况下,容易发生混色(color mixing)。
由于混色发生的容易性的差异,在相同像素块中的像素51之间产生了灵敏度差异。
具体地,如图26所示,由于像素Gb1在倾斜光的入射侧与不同颜色的像素R3和像素B2相邻,因此,最不可能发生混色。因此,像素Gb1的灵敏度最低,并且像素Gb1变暗(具有较小的像素值)。
像素Gb2在倾斜光的入射侧与相同颜色的像素Gb1和不同颜色的像素R4相邻。像素Gb3在倾斜光的入射侧与相同颜色的像素Gb1和不同颜色的像素B4相邻。另一方面,通常红色滤波器R具有比蓝色滤波器B更高的透射率。因此,与像素B4相邻的像素Gb3具有比与像素R4相邻的像素Gb2更低的灵敏度,并且比与像素R4相邻的像素Gb2更暗(具有更小的像素值)。
由于像素Gb4在倾斜光的入射侧与相同颜色的像素Gb2和像素Gb3相邻,因此最有可能发生混色。因此,像素Gb4具有最高的灵敏度,并且变得更亮(具有较大的像素值)。
因此,区域A4的Gb块中的各个像素51的灵敏度基本上是以下顺序:像素Gb4>像素Gb2>像素Gb3>像素Gb1。由于类似的原因,区域A4的Gr块中的各个像素51的灵敏度基本上是以下顺序:像素Gr4>像素Gr3>像素Gr2>像素Gr1。
基本上,区域A4的R块中的各个像素51的灵敏度是以下顺序:像素R4>像素R3>像素R2>像素R1。注意,虽然像素R2和像素R3在倾斜光的入射侧具有相邻像素51的相同颜色组合,但是由于与像素R2相邻的像素Gb4和与像素R3相邻的像素Gr4之间的差异,因此像素R2和像素R3的灵敏度略有不同。
基本上,区域A4的B块中的各个像素51的灵敏度是以下顺序:像素B4>像素B2>像素B3>像素B1。注意,虽然像素B2和像素B3在倾斜光的入射侧具有相邻像素51的相同颜色组合,但是由于与像素B2相邻的像素Gr4和与像素B3相邻的像素Gb4之间的差异,因此像素B2和像素B3的灵敏度略有不同。
在下文中,尽管将会省略详细的说明,但是区域A1的R块中的各个像素51的灵敏度基本上是以下顺序:像素R2>像素R1>像素R4>像素R3。基本上,区域A1的Gr块中的各个像素51的灵敏度是以下顺序:像素Gr2>像素Gr1>像素Gr4>像素Gr3。基本上,区域A1的Gb块中的各个像素51的灵敏度是以下顺序:像素Gb2>像素Gb4>像素Gb1>像素Gb3。基本上,区域A1的B块中的各个像素51的灵敏度是以下顺序:像素B2>像素B4>像素B1>像素B3。
基本上,区域A2的R块中的各个像素51的灵敏度是以下顺序:像素R1>像素R2>像素R3>像素R4。基本上,区域A2的Gr块中的各个像素51的灵敏度是以下顺序:像素Gr1>像素Gr2>像素Gr3>像素Gr4。基本上,区域A2的Gb块中的各个像素51的灵敏度是以下顺序:像素Gb1>像素Gb3>像素Gb2>像素Gb4。基本上,区域A2的B块中的各个像素51的灵敏度是以下顺序:像素B1>像素B3>像素B2>像素B4。
基本上,区域A3的R块中的各个像素51的灵敏度是以下顺序:像素R3>像素R4>像素R1>像素R2。基本上,区域A3的Gr块中的各个像素51的灵敏度是以下顺序:像素Gr3>像素Gr4>像素Gr1>像素Gr2。基本上,区域A3的Gb块中的各个像素51的灵敏度是以下顺序:像素Gb3>像素Gb1>像素Gb4>像素Gb2。基本上,区域A3的B块中的各个像素51的灵敏度是以下顺序:像素B3>像素B1>像素B4>像素B2。
如上所述,对于R像素、Gr像素、Gb像素和B像素中的每一者,在各个像素块中有四种类型的灵敏度不同的像素。例如,相同颜色的像素51之间的灵敏度差异可能导致图像质量等的劣化。
此外,即使在像素块为相同颜色的情况下,区域A1至区域A4中的各个像素51的灵敏度分布也不同。例如,在区域A1~区域A4中,各个像素块中具有最高灵敏度的像素51的位置是不同的。
<像素阵列的第二实施例>
图27示出了作为图2的像素阵列31的第二实施例的像素阵列31B的像素布置的示例。
在像素阵列31B中,除了如同图22中的上述摄像元件12C那样布置了R像素、G像素和B像素之外,还布置了多光谱像素。具体地,像素阵列31B与图23的像素阵列31的像素布置的不同之处在于,用多光谱像素MS替换Gr块的像素Gr1和Gb块的像素Gb1。注意,设置在各个多光谱像素MS中的窄带域滤波器NB(未图示)可以具有一个透射带域或两个以上透射带域。
这里,图中圆圈中的数字表示在用多光谱像素MS替换之前在呈Quadra阵列的像素阵列31A中的Gb块中各个像素51的灵敏度顺序。例如,由数字1表示的像素51表示Gb块中具有最高灵敏度的像素51。
例如,在区域A1的Gb块中,用多光谱像素MS替换具有第三高灵敏度的像素Gb1。结果,仍然存在具有最高灵敏度的像素Gb2、具有第二高灵敏度的像素Gb4、以及具有最低灵敏度的像素Gb3。
在区域A2的Gb块中,用多光谱像素MS替换具有最高灵敏度的像素Gb1。结果,仍然存在具有第二高灵敏度的像素Gb3、具有第三高灵敏度的像素Gb2、以及具有最低灵敏度的像素Gb4。
在区域A3的Gb块中,用多光谱像素MS替换具有第二高灵敏度的像素Gb1。结果,仍然存在具有最高灵敏度的像素Gb3、具有第三高灵敏度的像素Gb4、以及具有最低灵敏度的像素Gb2。
在区域A4的Gb块中,用多光谱像素MS替换具有最低灵敏度的像素Gb1。结果,仍然存在具有最高灵敏度的像素Gb4、具有第二高灵敏度的像素Gb3、以及具有第三高灵敏度的像素Gb2。
结果,在像素阵列31B中,与图23中的像素阵列31A相比,四种类型的Gb像素的灵敏度保持不变,并且Gb像素的灵敏度变化基本上没有改变。同样地,四种类型的Gr像素的灵敏度保持不变,并且Gr像素的灵敏度变化基本上没有改变。
<像素阵列的第三实施例>
图28示出了作为图2的像素阵列31的第三实施例的像素阵列31C的像素布置的示例。
如同图27中的像素阵列31B,在像素阵列31C中,在Gr块和Gb块的每一者中分别布置有一个多光谱像素MS。
另一方面,在像素阵列31C中,与像素阵列31B不同的是,像素块中的多光谱像素MS的位置在区域A1~区域A4中是不同的。更具体地,在像素阵列31C中,用多光谱像素MS替换图23的像素阵列31A的Gr块中具有最低灵敏度的像素51和Gb块中具有最低灵敏度的像素51。
例如,在区域A1中,用多光谱像素MS替换像素Gr3和像素Gb3。在区域A2中,用多光谱像素MS替换像素Gr4和像素Gb4。在区域A3中,用多光谱像素MS替换像素Gr2和像素Gb2。在区域A4中,用多光谱像素MS替换像素Gr1和像素Gb1。
结果,Gr块中的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于像素阵列31C的中心(透镜301的光轴)对称。以类似的方式,Gb块中的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于像素阵列31C的中心(透镜301的光轴)对称。
另外,各个多光谱像素MS的倾斜光的入射侧的相邻像素51的颜色组合是一致的,为红色(R)和蓝色(B)。换句话说,对于多光谱像素MS,相邻的上方、下方像素51之中的更靠近透镜301的光轴(像素阵列31C的中心)的像素51和相邻的左方、右方像素51之中的更靠近透镜301的光轴(像素阵列31C的中心)的像素51的颜色组合是一致的,为红色(R)和蓝色(B)。
例如,在区域A1中,像素R1和像素B4,或者像素B1和像素R4,与多光谱像素MS的更靠近透镜301的光轴的下侧和左侧相邻。在区域A2中,像素R2和像素B3,或者像素B2和像素R3,与多光谱像素MS的更靠近透镜301的光轴的下侧和右侧相邻。在区域A3中,像素R4和像素B1,或者像素B4和像素R1,与多光谱像素MS的更靠近透镜301的光轴的上侧和右侧相邻。在区域A4中,像素R3和像素B2,或者像素B3和像素R2,与多光谱像素MS的更靠近透镜301的光轴的上侧和左侧相邻。
结果,在像素阵列31C中,与图23中的像素阵列31A和图27中的像素阵列31B相比,Gr像素的灵敏度减少到三种,并且抑制了Gr像素的灵敏度差异。以类似的方式,Gb像素的灵敏度减少到三种类型,并且抑制了Gb像素的灵敏度差异。
<像素阵列的第四实施例>
图29示出了作为图2的像素阵列31的第四实施例的像素阵列31D的像素布置的示例。
如同图27中的像素阵列31B,在像素阵列31D中,在Gr块和Gb块的每一者中分别布置有一个多光谱像素MS。
另一方面,像素阵列31D的多光谱像素MS的位置与像素阵列31B的多光谱像素MS的位置不同。更具体地,在像素阵列31D中,用多光谱像素MS替换图23的像素阵列31A的Gr块中具有第二低灵敏度的像素51和Gb块中具有第二低灵敏度的像素51。
更具体地,在区域A1中,用多光谱像素MS替换像素Gr4和像素Gb1。在区域A2中,用多光谱像素MS替换像素Gr3和像素Gb2。在区域A3中,用多光谱像素MS替换像素Gr1和像素Gb4。在区域A4中,用多光谱像素MS替换像素Gr2和像素Gb3。
利用该构造,Gr块中的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于像素阵列31D的中心(透镜301的光轴)对称。以类似的方式,Gb块中的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于像素阵列31D的中心(透镜301的光轴)对称。
此外,各个多光谱像素MS的倾斜光的入射侧的相邻像素51的颜色组合是一致的,为绿色(Gb或Gr)和蓝色(B)。换句话说,对于多光谱像素MS,相邻的上方、下方像素51之中的更靠近透镜301的光轴(像素阵列31D的中心)的像素51和相邻的左方、右方像素51之中的更靠近透镜301的光轴(像素阵列31D的中心)的像素51的颜色组合是一致的,为绿色(Gb或Gr)和蓝色(B)。
结果,在像素阵列31D中,与图23中的像素阵列31A和图27中的像素阵列31B相比,Gr像素的灵敏度减少到三种,并且抑制了Gr像素的灵敏度差异。以类似的方式,Gb像素的灵敏度减少到三种类型,并且抑制了Gb像素的灵敏度差异。
<像素阵列的第五实施例>
图30示出了作为图2的像素阵列31的第五实施例的像素阵列31E的像素布置的示例。
如同图27中的像素阵列31B,在像素阵列31E中,在Gr块和Gb块的每一者中分别布置有一个多光谱像素MS。
另一方面,在像素阵列31E中,多光谱像素MS的位置与像素阵列31B的多光谱像素MS的位置不同。更具体地,在像素阵列31E中,用多光谱像素MS替换图23的像素阵列31A的Gr块中具有第二高灵敏度的像素51和Gb块中具有第二高灵敏度的像素51。
更详细地,在区域A1中,用多光谱像素MS替换像素Gr1和像素Gb4。在区域A2中,用多光谱像素MS替换像素Gr2和像素Gb3。在区域A3中,用多光谱像素MS替换像素Gr4和像素Gb1。在区域A4中,用多光谱像素MS替换像素Gr3和像素Gb2。
结果,Gr块中的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于像素阵列31E的中心(透镜301的光轴)对称。以类似的方式,Gb块中的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于像素阵列31E的中心(透镜301的光轴)对称。
此外,各个多光谱像素MS的倾斜光的入射侧的相邻像素51的颜色组合是一致的,为绿色(Gb或Gr)和红色(R)。换句话说,对于多光谱像素MS,相邻的上方、下方像素51之中的更靠近透镜301的光轴(像素阵列31E的中心)的像素51和相邻的左方、右方像素51之中的更靠近透镜301的光轴(像素阵列31E的中心)的像素51的颜色组合是一致的,为绿色(Gb或Gr)和红色(R)。
结果,在像素阵列31E中,与图23中的像素阵列31A和图27中的像素阵列31B相比,Gr像素的灵敏度减少到三种,并且抑制了Gr像素的灵敏度差异。以类似的方式,Gb像素的灵敏度减少到三种类型,并且抑制了Gb像素的灵敏度差异。
<像素阵列的第六实施例>
图31示出了作为图2的像素阵列31的第六实施例的像素阵列31F的像素布置的示例。
如同图27中的像素阵列31B,在像素阵列31F中,在Gr块和Gb块的每一者中分别布置有一个多光谱像素MS。
另一方面,在像素阵列31F中,多光谱像素MS的位置与像素阵列31B的多光谱像素MS的位置不同。更具体地,在像素阵列31F中,用多光谱像素MS替换图23的像素阵列31A的Gr块中具有最高灵敏度的像素51和Gb块中具有最高灵敏度的像素51。
更详细地,在区域A1中,用多光谱像素MS替换像素Gr2和像素Gb2。在区域A2中,用多光谱像素MS替换像素Gr1和像素Gb1。在区域A3中,用多光谱像素MS替换像素Gr3和像素Gb3。在区域A4中,用多光谱像素MS替换像素Gr4和像素Gb4。
结果,Gr块中的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于像素阵列31F的中心(透镜301的光轴)对称。以类似的方式,Gb块中的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于像素阵列31F的中心(透镜301的光轴)对称。
此外,各个多光谱像素MS的倾斜光的入射侧的相邻像素51的颜色组合是一致的,为绿色(Gb或Gr)。换句话说,对于多光谱像素MS,相邻的上方、下方像素51之中的更靠近透镜301的光轴(像素阵列31F的中心)的像素51和相邻的左方、右方像素51之中的更靠近透镜301的光轴(像素阵列31F的中心)的像素51的颜色组合是一致的,为绿色(Gb或Gr)。
结果,在像素阵列31F中,与图23中的像素阵列31A和图27中的像素阵列31B相比,Gr像素的灵敏度减少到三种,并且抑制了Gr像素的灵敏度差异。以类似的方式,Gb像素的灵敏度减少到三种类型,并且抑制了Gb像素的灵敏度差异。
<像素阵列的第七实施例>
图32示出了作为图2的像素阵列31的第七实施例的像素阵列31G的像素布置的示例。
在像素阵列31G中,在各个像素块中布置一个多光谱像素MS。更具体地,在像素阵列31G中,用多光谱像素MS替换图23中的像素阵列31A的各个像素块的具有最低灵敏度的像素51。
更详细地,在区域A1中,用多光谱像素MS替换像素R3、像素Gr3、像素Gb3和像素B3。在区域A2中,用多光谱像素MS替换像素R4、像素Gr4、像素Gb4和像素B4。在区域A3中,用多光谱像素MS替换像素R2、像素Gr2、像素Gb2和像素B2。在区域A4中,用多光谱像素MS替换像素R1、像素Gr1、像素Gb1和像素B1。
结果,R块中的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于像素阵列31G的中心(透镜301的光轴)对称。Gr块中的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于像素阵列31G的中心(透镜301的光轴)对称。Gb块中的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于像素阵列31G的中心(透镜301的光轴)对称。B块中的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于像素阵列31G的中心(透镜301的光轴)对称。
结果,如图33所示,在像素阵列31G中,与图23的像素阵列31A和图27的像素阵列31B相比,R像素的灵敏度减少到三种,并且抑制了R像素的灵敏度差异。Gr像素的灵敏度减少到三种类型,并且抑制了Gr像素的灵敏度差异。Gb像素的灵敏度减少到三种类型,并且抑制了Gb像素的灵敏度差异。B像素的灵敏度减少到三种,并且抑制了B像素的灵敏度差异。
<像素阵列的第八实施例>
图34示出了作为图2的像素阵列31的第八实施例的像素阵列31H的像素布置的示例。
在像素阵列31H中,R像素、Gr像素、Gb像素和B像素分别以一行和两列的块布置,并且以像素块为单位的颜色布置与Bayer阵列的颜色布置是一致的。
然而,在各个Gr块中,用多光谱像素MS替换一个像素51。更具体地,在区域A1和区域A4中,用多光谱像素MS替换Gr块中的左方像素Gr1。在区域A2和区域A3中,用多光谱像素MS替换Gr块中的右方像素Gr2。
以类似的方式,用多光谱像素MS替换各个Gb块中的一个像素51。更具体地,在区域A1和区域A4中,用多光谱像素MS替换Gb块中左方像素Gb1。在区域A2和A3中,用多光谱像素MS替换Gb块中的右方像素Gb2。
利用该构造,Gr块中的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于像素阵列31H的中心(透镜301的光轴)对称。此外,Gr块中的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于垂直线Lv对称。
以类似的方式,Gb块中的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于像素阵列31H的中心(透镜301的光轴)对称。此外,Gb块中的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于垂直线Lv对称。
结果,在像素阵列31H中,抑制了Gr像素的灵敏度差异和Gb像素的灵敏度差异。
<像素阵列的第九实施例>
图35示出了作为图2的像素阵列31的第九实施例的像素阵列31I的像素布置的示例。
基本上根据拜耳阵列对像素阵列31进行颜色布置。然而,在各个像素51中,两个光电二极管(未图示)布置成在水平方向上对齐,使得在水平方向上布置两个光接收区域。利用该构造,在各个像素51(划分的像素)中形成包括一行和两列的光接收区域的块(下文中,称为光接收区域块)。然后,例如,基于同一像素51中的两个光接收区域的光接收量之间的差来执行相位差的检测等。
注意,图中由R1和R2表示的光接收区域接收红色光,由Gr1、Gr2、Gb1和Gb2表示的光接收区域接收绿色光,以及由B1和B2表示的光接收区域接收蓝色光。
因此,在R像素和B像素的每一者中布置相同颜色的光接收区域。另一方面,在Gr像素和Gb像素中,在右侧或左侧中布置有用于接收窄带域光的多光谱光接收区域MS。
更具体地,在区域A1和区域A4内,在Gr像素中和Gb像素中的左侧布置多光谱光接收区域MS。在区域A2和区域A3中,在Gr像素中和在Gb像素内的右侧布置多光谱光接收区域MS。
结果,Gr像素内(光接收区域块内)的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于像素阵列31I的中心对称。此外,Gr像素内(光接收区域块内)的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于垂直线Lv对称。
以类似的方式,Gb像素内(光接收区域块内)的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于像素阵列31I的中心对称。此外,Gb像素内(光接收区域块内)的多光谱像素MS在区域A1~区域A4的每一者中的位置相对于垂直线Lv对称。
结果,在像素阵列31I中,抑制了光接收区域Gr的灵敏度差异和光接收区域Gb的灵敏度差异。
这里,第二实施方式可以应用于以下任何情况:如同图16的摄像元件12B中那样层叠颜色滤波器层107和窄带域滤波器层103;如同图22的摄像元件12C中那样,在滤波器层108中设置颜色滤波器和窄带域滤波器。
[3.变形方式]
在下文中,将说明本技术的上述各实施例的变形例。
上面参考图28~图35说明了的像素阵列31的像素布置的示例是其一个示例,并且还可以采用其他像素布置。在采用其他像素布置的情况下,例如,光接收部(多光谱像素或多光谱光接收区域;以下称为多光谱光接收部),用于接收预定颜色(例如,R、Gr、Gb或B)的光的块(像素块或光接收区域块)中的光接收部(光接收区域的像素)中的窄带域光,被布置成使得多光谱光接收部的位置相对于像素阵列31的中心(光学***11的光轴)对称。在块中的多光谱光接收部的数量大于或等于2的情况下,可以采用类似的构造。
这里,如同图34的像素阵列31H和图35的像素阵列31I,在接收预定颜色的块的行数是一行的情况下,多光谱光接收部可以布置成使得多光谱光接收部的位置相对于垂直线Lv对称。此外,在接收预定颜色的块的行数是一行的情况下,多光谱光接收部可以布置成使得块中的多光谱光接收部的位置相对于水平线Lh对称。
此外,划分像素阵列31的垂直线Lv和水平线Lh的交叉点不一定与像素阵列31的中心重合。例如,在光学***11的光轴不与像素阵列31的中心重合的情况下,垂直线Lv和水平线Lh的交叉点与光学***11的光轴重合,但不与像素阵列31的中心重合。在这种情况下,例如,多光谱光接收部被布置成使得块中的多光谱光接收部的位置相对于垂直线Lv和水平线Lh的交叉点(光学***11的光轴)对称。
此外,本技术不仅可以应用于上述背面照射型CMOS图像传感器,而且还可以应用于使用等离子体滤波器的其他摄像元件。例如,本技术可以应用于前面照射型CMOS图像传感器、电荷耦合器件(CCD:charge coupled device)图像传感器、具有包括有机光电转换膜、量子点结构等的光电导体结构的图像传感器。
此外,本技术例如可以应用于图36所示的层叠固态摄像装置。
图36的A示出了非层叠型的固态摄像装置的示意性构造示例。如图36的A所示,固态摄像装置1010具有一个晶片(半导体基板)1011。在晶片1011上,安装有:其中像素以阵列形式布置着的像素区域1012;用于执行各像素的驱动和其他各种控制的控制电路1013;以及用于信号处理的逻辑电路1014。
图36的B和图36的C示出了层叠型的固态摄像装置的示意性构造示例。在固态摄像装置1020中,如图36的B和图36的C所示,传感器晶片1021和逻辑晶片1022这两个晶片层叠在一起,并且彼此电气连接,从而构成一个半导体芯片。
在图36的B中,像素区域1012和控制电路1013安装在传感器晶片1021上,并且包括用于执行信号处理的信号处理电路的逻辑电路1014安装在逻辑晶片1022上。
在图36的C中,像素区域1012安装在传感器晶片1021上,并且控制电路1013和逻辑电路1014安装在逻辑晶片1022上。
此外,本技术还可以应用于使用除了等离子体滤波器之外的诸如金属薄膜滤波器等窄带域滤波器的摄像元件。此外,作为这样的窄带域滤波器,可以考虑:应用了使用半导体材料的光子晶体的光学滤波器;或者Fabry-Perot(法布里-珀罗)干涉型滤波器,等等。
[4.应用例]
接下来,将说明本技术的应用例。
<本技术的应用例>
例如,如图37所示,本技术能够应用于感测诸如可见光、红外线、紫外线、或X射线等光的各种情况。
-用于拍摄鉴赏用的图像的设备,例如数码相机、或具有相机功能的手机等。
-用于交通的设备,例如,为了诸如自动停车等安全驾驶、以及为了识别驾驶员的状态等,用来拍摄汽车的前方、后方、周围、车内等的车载传感器、用来监视行驶的车辆或道路的监视相机、或用来测量车辆之间的距离的距离测量传感器等。
-家用电器(例如TV、冰箱、空调等)中所设置的装置,用来拍摄使用者手势的图像,并根据该手势执行设备操作。
-用于医疗或保健的设备,例如内窥镜、或通过接收红外光来进行血管造影的设备。
-用于安保的设备,例如,用于预防犯罪的监控相机、或用于人物身份认证的相机等。
-用于美容护理的设备,例如,用于拍摄皮肤的图像的皮肤测量设备、或用于拍摄头皮的图像的显微镜等。
-用于运动的设备,例如,用于运动的动作相机、或可穿戴相机等。
-用于农业的设备,例如,用于监视田地或农产品的状况的相机等。
下面将说明更具体的应用例。
例如,通过调整图1的摄像装置10的各个像素51的窄带域滤波器NB的透射带域,能够调整由摄像装置10的各个像素51检测到的光的波长带域(以下称为检测带域)。然后,通过适当地设定各个像素51的检测带域,能够将摄像装置10用于各种用途。
例如,图38示出了在检测食品的味道或新鲜度的情况下的检测带域的示例。
例如,在检测用于表示金枪鱼、牛肉等的味道成分的肌红蛋白的情况下,检测带域的峰值波长在580nm~630nm的范围内,并且半值宽度在30nm~50nm的范围内。在检测用于表示金枪鱼、牛肉等的新鲜度的油酸的情况下,检测带域的峰值波长为980nm,并且半值宽度在50nm~100nm的范围内。在检测用于表示叶菜(例如日本芥菜菠菜等)的新鲜度的叶绿素的情况下,检测带域的峰值波长在650nm~700nm的范围内,并且半值宽度在50nm~100nm的范围内。
图39示出了在检测水果的糖含量和水分含量的情况下的检测带域的示例。
例如,在检测用于表示Raiden(其是一种甜瓜)的糖含量的果肉光路长度的情况下,检测带域的峰值波长为880nm,并且半值宽度在20nm~30nm的范围内。在检测用于表示淀粉的糖含量的蔗糖的情况下,检测带域的峰值波长为910nm,并且半峰宽在40nm~50nm的范围内。在检测用于表示Raiden Red(红甜瓜,其是另一种甜瓜)的糖含量的蔗糖的情况下,检测带域的峰值波长为915nm,并且半值宽度在40nm~50nm的范围内。在检测用于表示Raiden Red的糖含量的水分含量的情况下,检测带域的峰值波长为955nm,并且半值宽度在20nm~30nm的范围内。
在检测用于表示苹果的糖含量的蔗糖的情况下,检测带域的峰值波长为912nm,并且半值宽度在40nm~50nm的范围内。在检测用于表示柑橘的水分含量的水分的情况下,检测带域的峰值波长为844nm,并且半值宽度为30nm。在检测用于表示柑橘的糖含量的蔗糖的情况下,检测带域的峰值波长为914nm,并且半值宽度在40nm~50nm的范围内。
图40示出了在对塑料进行分类的情况下的检测带域的示例。
例如,在检测聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的情况下,检测带域的峰值波长为1669nm,并且半值宽度在30nm~50nm的范围内。在检测聚苯乙烯(PS)的情况下,检测带域的峰值波长为1688nm,并且半值宽度在30nm~50nm的范围内。在检测聚乙烯(PE)的情况下,检测带域的峰值波长为1735nm,并且半值宽度在30nm~50nm的范围内。在检测聚氯乙烯(PVC)的情况下,检测带域的峰值波长在1716nm~1726nm的范围内,并且半值宽度在30nm~50nm的范围内。在检测聚丙烯(PP)的情况下,检测带域的峰值波长在1716nm~1735nm的范围内,并且半值宽度在30nm~50nm的范围内。
此外,例如,本技术能够应用于摘下的花的新鲜度管理。
此外,例如,本技术能够应用于检查混入食品中的异物。例如,本技术能够应用于检测异物,例如混入到诸如杏仁、蓝莓、核桃等坚果或水果中的壳、果皮、石头、叶子、树枝和木屑。另外,例如,本技术能够应用于检测诸如混入到加工食品、饮料等中的塑料片等异物。
此外,例如,本技术能够应用于作为植被指数的归一化差值植被指数(normalizeddifference vegetation index,NDVI)的检测。
另外,例如,本技术能够应用于基于580nm波长附近的光谱形状(其源自人体皮肤的血红蛋白)和960nm波长附近的光谱形状(其源自人体皮肤中含有的黑色素)中的任一者或两者来检测人体。
此外,例如,本技术能够应用于生物检测(生物认证)、用户界面、标志等的防伪造、监控等。
<内窥镜手术***的应用例>
此外,例如,根据本公开的技术(本技术)可以应用于内窥镜手术***。
图41是示出能够应用根据本公开的技术(本技术)的内窥镜手术***的示意性构造的示例的图。
图41示出了外科医生(医生)11113使用内窥镜手术***11000对病床11133上的患者11132进行手术的方式。如图所示,内窥镜手术***11000包括内窥镜(endoscope)11100、包括气腹管(pneumoperitoneum tube)11111、能量处置工具11112等的手术器械11110、支撑内窥镜11100的支撑臂装置11120、和安装有用于内窥镜手术的各种装置的推车11200。
内窥镜11100包括:透镜镜筒11101,从其前端起的预定长度的部分被***患者11132的体腔中;和摄像头11102,其连接到透镜镜筒11101的底端。在所示的示例中,示出了构造为具有刚性透镜镜筒11101的所谓刚性镜的内窥镜11100,但是内窥镜11100也可以被构造为具有柔性透镜镜筒的所谓柔性镜。
在透镜镜筒11101的前端,设置有嵌有物镜的开口。光源装置11203连接到内窥镜11100,并且由光源装置11203产生的光通过在透镜镜筒11101内延伸的光导被引导到该透镜镜筒的前端,并且该光通过上述物镜照射到患者11132体腔中的观察对象。这里,应该注意,内窥镜11100可以是直视镜(direct view mirror)、***(perspective viewmirror)或侧视镜(side view mirror)。
在摄像头11102内设置有光学***和摄像元件,并且来自观察目标的反射光(观察光)被该光学***聚集在该摄像元件上。观察光通过摄像元件进行光电转换,并且产生了对应于观察光的电信号,即,对应于观察图像的图像信号。该图像信号作为RAW数据被发送到相机控制单元(camera control unit:CCU)11201。
CCU 11201由中央处理单元(CPU:central processing unit)、图形处理单元(GPU:graphics processing unit)等构成,并且以集成的方式控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。此外,CCU 11201接收来自摄像头11102的图像信号,并且对该图像信号执行诸如显像处理(去马赛克处理)等用于显示基于该图像信号的图像的各种图像处理。
在CCU 11201的控制下,显示装置11202显示基于图像信号(由CCU11201进行了处理)的图像。
例如,光源装置11203包括诸如发光二极管(LED:light emitting diode)等光源,并且将用于拍摄手术部位等的照射光提供给内窥镜11100。
输入装置11204是内窥镜手术***11000的输入接口。用户能够通过输入装置11204将各种信息和指令输入到内窥镜手术***11000。例如,用户输入指令等,用于改变内窥镜11100的摄像条件(照射光的类型、倍率、焦距等)。
处置工具控制装置11205控制能量处置工具11112的驱动,用于烧灼组织、切割切口、密封血管等。气腹装置11206具有如下结构,其中通过气腹管11111将气体注入体腔中,从而使患者11132的体腔膨胀,以便通过内窥镜11100确保视野和确保外科医生的工作空间。记录仪11207是能够记录与手术有关的各种信息的装置。打印机11208是能够以诸如文本、图像、图表等各种形式打印与手术有关的各种信息的装置。
这里,值得注意的是,例如,向内窥镜11100提供用于拍摄手术区域的照射光的光源装置11203能够由白光源构成,该白光源由LED、激光光源、或LED和激光光源的组合构成。在白光源由RGB激光光源的组合构成的情况下,由于能够以高精度来控制各颜色(各波长)的输出强度和输出时序,因此,光源装置11203能够调整所拍摄的图像的白平衡。另外,在这种情况下,通过时分过程(time-sharing process)利用来自RGB激光光源的各激光照射观察目标,并通过与照射时序同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动,从而能够通过时分过程来拍摄对应于RGB中各者的图像。根据这种方法,在摄像元件中没有设置颜色滤波器的情况下,也能够获得彩色图像。
另外,可以控制光源装置11203的驱动,以便以预定的时间间隔改变要输出的光强度。通过与光强度变化的时刻同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动,来以时分的方式(time-sharing manner)获得图像,并且合成这些图像以产生如下图像,所述图像是所谓的高动态范围图像,并且所述图像没有黑色碎片(black crushed part)和高光溢出(blownout highlights)。
另外,光源装置11203可以被配置成能够提供与特殊光观察相对应的预定波长带域的光。在特殊光观察中,例如,通过利用人体组织中的光吸收的波长依赖性,来执行所谓的窄带域光观察(窄带摄像),其中,通过发射比普通观察时的照射光(即,白光)更窄的带域的光,来以高对比度拍摄诸如黏膜表层的血管等的预定组织的图像。可替代地,在特殊光观察中,可以执行通过发射激发光而产生的荧光来获得图像的荧光观察。在荧光观察中,可以利用激发光来照射人体组织,从而观察来自该人体组织的荧光(自发荧光观察),或者可以将诸如吲哚菁绿(ICG:indocyanine green)等试剂注射到人体组织中,并且利用与该试剂的荧光波长对应的激发光照射人体组织,从而获得荧光图像等。可以使光源装置11203提供与这种特殊光观察对应的窄带域光和/或激发光。
图42是示出图41所示的摄像头11102和CCU 11201的功能构造的示例的框图。
摄像头11102包括透镜单元11401、摄像单元11402、驱动单元11403、通信单元11404和摄像头控制单元11405。CCU 11201包括通信单元11411、图像处理器11412和控制部11413。摄像头11102和CCU 11201通过传输线缆11400彼此可通信地连接。
透镜单元11401是设置在与透镜镜筒11101的连接单元处的光学***。从透镜镜筒11101的前端所获取的观察光被引导到摄像头11102,并入射至透镜单元11401上。通过组合多个透镜(包括变焦透镜和聚焦透镜)来形成透镜单元11401。
构成摄像单元11402的摄像元件可以是一个摄像元件(所谓的单板型)或多个摄像元件(所谓的多板型)。例如,在摄像单元11402包括多板型摄像元件的情况下,各个摄像元件可以产生与R、G和B对应的图像信号,并可以组合这些图像信号,从而获得彩色图像。可替代地,摄像单元11402可以被构造成具有一对摄像元件,用于分别获取用于三维(3D)显示的右眼图像信号和左眼图像信号。利用3D显示,外科医生11113能够更精确地识别手术区域中的活体组织的深度。注意,在摄像单元11402包括多板型摄像元件的情况下,还能够与各个摄像元件对应地设置多个透镜单元11401。
另外,摄像单元11402并非必须设置在摄像头11102中。例如,摄像单元11402可以设置在透镜镜筒11101内且紧跟在物镜的后方。
驱动单元11403由致动器构成,并且在摄像头控制单元11405的控制下,驱动单元11403将透镜单元11401的变焦透镜和聚焦透镜沿着光轴移动预定距离。因此,能够适当地调整通过摄像单元11402拍摄的图像的倍率和焦点。
通信单元11404包括用于向CCU 11201发送各种信息和从CCU11201接收各种信息的通信装置。通信单元11404将从摄像单元11402获得的图像信号作为RAW数据通过传输线缆11400发送到CCU 11201。
另外,通信单元11404从CCU 11201接收用于控制摄像头11102的驱动的控制信号,并将该控制信号提供给摄像头控制单元11405。例如,控制信号包括与摄像条件相关的信息,例如:规定所拍摄图像的帧率的信息、规定摄像时的曝光值的信息、和/或规定所拍摄图像的倍率和焦点的信息等。
注意,诸如上述的帧率、曝光值、倍率、焦点等摄像条件可以由用户适当地指定,或者可以由CCU 11201的控制部11413基于所获取的图像信号来自动地设定。在后一种情况下,所谓的自动曝光(AE:auto exposure)功能、自动聚焦(AF:auto focus)功能和自动白平衡(AWB:auto white balance)功能都被安装在内窥镜11100中。
摄像头控制单元11405基于通过通信单元11404接收的来自CCU11201的控制信号来控制摄像头11102的驱动。
通信单元11411包括用于向摄像头11102发送各种信息和从摄像头11102接收各种信息的通信装置。通信单元11411接收通过传输线缆11400从摄像头11102发送的图像信号。
另外,通信单元11411将用于控制摄像头11102的驱动的控制信号发送到摄像头11102。上述图像信号和上述控制信号能够通过电通信、光通信等进行传输。
图像处理器11412对从摄像头11102发送来的作为RAW数据的图像信号执行各种图像处理。
控制部11413执行与通过内窥镜11100对手术区域等进行摄像有关的各种控制,并显示通过对手术区域等进行摄像而获得的拍摄图像。例如,控制部11413产生用于控制摄像头11102的驱动的控制信号。
另外,基于已经由图像处理器11412进行了图像处理的图像信号,控制部11413使显示装置11202显示包括手术区域等的所拍摄图像。在这种情况下,控制部11413可以利用各种图像识别技术来识别所拍摄图像中的各种物体。例如,通过检测所拍摄图像中所包括的物体的边缘的形状、颜色等,控制部11413能够识别出诸如镊子等手术工具、特定组织部位、出血、在使用能量处置工具11112时的薄雾等。在使显示装置11202显示出所拍摄图像的情况下,控制部11413可以利用识别结果在手术区域的图像上叠加各种外科手术辅助信息以进行显示。在外科手术辅助信息被叠加并呈现给外科医生11113的情况下,这可以减少外科医生11113的负担,并且可以帮助外科医生11113可靠地进行手术。
将摄像头11102和CCU 11201连接在一起的传输线缆11400是与电信号通信兼容的电信号线缆、与光通信兼容的光纤、或者它们的复合线缆。
这里,在所图示的示例中,通过使用传输线缆11400以有线的方式执行通信;然而,也可以以无线的方式执行摄像头11102与CCU 11201之间的通信。
以上描述已经说明了能够应用与本公开相关的技术的内窥镜手术***的示例。在上述构造中,例如,根据本公开的技术能够应用于摄像头11102和摄像头11102的摄像单元11402。更具体地,例如,图1的摄像元件12能够应用于摄像单元11402。通过将根据本公开的技术应用于摄像单元11402,能够获得具有更高图像质量的手术区域图像,因此,外科医生能够可靠地确认手术部位。
注意,尽管这里已经将内窥镜手术***作为示例进行了说明,但是根据本公开的技术还可以应用于例如显微镜手术***等。
<移动体的应用例>
另外,例如,与本公开相关的技术能够被实施为安装在任何类型的移动体上的装置,该移动体包括:汽车、电动汽车、混合动力汽车、摩托车、自行车、个人移动设备、飞机、无人机、船舶、机器人等。
图43是示出作为移动体控制***的示例的车辆控制***(其能够应用与本公开相关的技术)的示意性构造示例的框图。
车辆控制***12000包括通过通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图43所示的示例中,车辆控制***12000包括:驱动***控制单元12010、车身***控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040以及集成控制单元12050。此外,作为集成控制单元12050的功能构造,示出了微型计算机12051、声音/图像输出单元12052以及车载网络接口(I/F)12053。
驱动***控制单元12010根据各种程序来控制与车辆驱动***有关的设备的操作。例如,驱动***控制单元12010起到下述各设备的控制装置的作用,这些设备是:诸如发动机或驱动电机等用于产生车辆的驱动力的驱动力产生设备;用于将驱动力传递到车轮的驱动力传递机构;用于调节车辆的转向角的转向机构;以及用于产生车辆的制动力的制动***等。
车身***控制单元12020根据各种程序来控制安装在车辆上的各种设备的操作。例如,车身***控制单元12020起到下述各设备的控制装置的作用,这些设备是:无钥匙进入***;智能钥匙***;电动车窗装置;或诸如前灯、尾灯、刹车灯、闪光灯和雾灯等各种灯。在这种情况下,能够将代替钥匙的从移动设备发送的无线电波或各种开关的信号输入到车身***控制单元12020。车身***控制单元12020接收这些无线电波或信号的输入,并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置、灯等。
车外信息检测单元12030检测来自安装有车辆控制***12000的车辆外部的信息。例如,摄像单元12031连接到车外信息检测单元12030。车外信息检测单元12030使摄像单元12031拍摄车辆外部的图像,并且接收所拍摄的图像。基于所接收到的图像,车外信息检测单元12030可以执行以下处理:检测包括路面上的行人、车辆、障碍物、标志、字母的物体;或检测距离。
摄像单元12031是用于接收光并且输出与光的光接收量对应的电信号的光学传感器。摄像单元12031能够将该电信号作为图像输出,或者将该电信号作为距离测量信息输出。此外,由摄像单元12031接收的光可以是可见光或诸如红外线等非可见光。
车内信息检测单元12040检测车内的信息。例如,用于检测驾驶员状态的驾驶员状态检测单元12041连接到车内信息检测单元12040。例如,驾驶员状态检测单元12041包括用于拍摄驾驶员的图像的相机,并且车内信息检测单元12040可以基于从驾驶员状态检测单元12041输入的检测信息来计算驾驶员的疲劳程度或专注程度,或者可以判断驾驶员是否确实醒着。
基于在车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040处获得的车外或车内信息,微型计算机12051能够计算驱动力产生设备、转向机构、或制动***的控制目标值,并且能够向驱动***控制单元12010输出控制命令。例如,微型计算机12051能够执行用于实现高级驾驶员辅助***(ADAS:advanced driver assistance system)功能的协同控制,所述高级驾驶员辅助***的功能包括:车辆的碰撞避免或撞击缓冲、基于车辆间距离的跟随行驶、车速保持行驶、车辆碰撞警告、车道偏离警告等。
另外,基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的车辆周围的信息,微型计算机12051能够通过控制驱动力产生设备、转向机构、或制动***等,来执行针对旨在实现不考虑驾驶员的操作而自动行驶的自动操作的协同控制等。
另外,基于由车外信息检测单元12030获得的车辆周围的信息,微型计算机12051能够向车身***控制单元12020输出控制命令。例如,微型计算机12051根据由车外信息检测单元12030检测到的前车或对面来车的位置来控制前灯,并通过将远光灯切换到近光灯来执行旨在防眩光的协同控制等。
声音/图像输出单元12052将声音或图像中的至少一者的输出信号发送到输出设备,该输出设备能够在视觉上或在听觉上向车上的乘客或车辆外部通知信息。在图43的示例中,作为输出设备,举例说明音频扬声器12061、显示单元12062和仪器面板12063。例如,显示单元12062可以包括车载显示器(on-board display)或平视显示器(head-updisplay)中的至少一者。
图44是示出摄像单元12031的安装位置的示例的图。
在图44中,作为摄像单元12031,包括摄像单元12101、12102、12103、12104和12105。
例如,摄像单元12101、12102、12103、12104和12105被设置于例如车辆12100的前鼻、后视镜、后保险杠、后门、车内的挡风玻璃的上部等位置。设置于前鼻处的摄像单元12101和设置于车内的挡风玻璃的上部处的摄像单元12105主要获取车辆12100前方的图像。设置于后视镜处的摄像单元12102和12103主要获取车辆12100侧面的图像。设置于后保险杠或后门处的摄像单元12104主要获取车辆12100后方的图像。设置于车内的挡风玻璃的上部处的摄像单元12105主要用于检测前车、行人、障碍物、交通信号灯、交通标志、车道等。
注意,图44示出了摄像单元12101~12104的覆盖范围的示例。覆盖范围12111表示设置于前鼻处的摄像单元12101的覆盖范围,覆盖范围12112和12113分别表示设置于后视镜处的摄像单元12102和12103的覆盖范围,并且覆盖范围12114表示设置于后保险杠或后门处的摄像单元12104的覆盖范围。例如,通过把摄像单元12101~12104拍摄到的图像重叠,能够获得从上方看到的车辆12100的高角度图像。
摄像单元12101~12104中的至少一者可以具有获取距离信息的功能。例如,摄像单元12101~12104中的至少一者可以是包括多个摄像元件的立体相机,或者可以是具有用于检测相位差的像素的摄像元件。
例如,基于从摄像单元12101~12104获得的距离信息,微型计算机12051能够通过获得距覆盖范围12111~12114内的各个立体物的距离以及该距离随时间的变化(相对于车辆12100的相对速度),来将如下立体物提取为前车:具体地,所述立体物在行驶方向的道路上最靠近车辆12100,并且在与车辆12100几乎相同的方向上以预定速度(例如,大于或等于0km/h)行驶。此外,微型计算机12051预先设置在前车之前要保持的车辆间距离,并且能够执行自动制动控制(也包括跟随停止控制)、自动加速控制(也包括跟随起动控制)等。因此,能够以这种方式执行不考虑驾驶员的操作而自动行驶的自动操作的协同控制等。
例如,基于从摄像单元12101~12104获得的距离信息,微型计算机12051提取与立体物有关的立体物数据,所述立体物被分类为其他立体物,例如摩托车、典型车辆、大型车辆、行人、电线杆等,并且能够将所提取的立体物数据用于自动避开障碍物。例如,微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员可见的障碍物和驾驶员几乎不可见的障碍物。然后,微型计算机12051判断用于表示与各个障碍物发生碰撞的危险度的碰撞风险,并且在碰撞风险大于或等于设定值且存在碰撞可能性的情况下,通过音频扬声器12061或显示单元12062向驾驶员输出警告,或者通过驱动***控制单元12010执行强制减速或避让转向,来执行用于避免碰撞的驾驶辅助。
摄像单元12101~12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。例如,微型计算机12051能够通过判定摄像单元12101~12104的所拍摄图像中是否存在行人,来识别行人。例如,通过如下过程来执行这种行人识别:提取作为红外相机的摄像单元12101~12104的所拍摄图像中的特征点;或者通过对表示障碍物的轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理来判定障碍物是否是行人。在微型计算机12051判定摄像单元12101~12104的所拍摄图像中存在行人,并且识别出该行人的情况下,声音/图像输出单元12052控制显示单元12062,使其以叠加的方式显示用于强调已识别的行人的矩形轮廓。此外,声音/图像输出单元12052可以控制显示单元12062在所期望的位置处显示用于表示行人的图标等。
在上文中,已经说明了能够应用与本公开有关的技术的车辆控制***的示例。在上述构造中,与本公开有关的技术例如能够应用于摄像单元12031。更具体地,例如,图1的摄像装置10能够应用于摄像单元12031。通过将根据本公开的技术应用于摄像单元12031,例如,能够获得具有更高图像质量的车辆外部图像,并且能够实现自动驾驶等安全性的改进。
注意,根据本技术的实施方式不限于上述实施方式,并且能够在本技术的范围内进行各种改变。
<构造的组合的示例>
此外,例如,本技术可以具有以下技术构造。
(1)一种摄像元件,包括:
像素阵列,在所述像素阵列中至少布置有:第一光接收部,其被构造成接收预定颜色的光;和第二光接收部,其被构造成接收具有在带域宽度上比所述预定颜色的波长带域的带域宽度窄的波长带域的光,
其中,在所述像素阵列被垂直线和水平线分成四个区域的情况下,在布置有至少一个所述第一光接收部和至少一个所述第二光接收部的第一块中的所述第二光接收部的位置在各个所述区域中是不同的。
(2)根据(1)所述的摄像元件,其中,各个所述区域之中的位于所述第一块中的所述第二光接收部的位置关于所述垂直线与所述水平线的交叉点是对称的。
(3)根据(1)所述的摄像元件,其中,各个所述区域之中的位于所述第一块中的所述第二光接收部的位置关于所述垂直线或所述水平线是对称的。
(4)根据(1)~(3)中任一项所述的摄像元件,其中,与所述第二光接收部相邻的上方、下方光接收部之中的更靠近所述垂直线与所述水平线的交叉点的那个光接收部是第三光接收部,与所述第二光接收部相邻的左方、右方光接收部之中的更靠近所述交叉点的那个光接收部是第四光接收部,并且
由所述第三光接收部接收的颜色和由所述第四光接收部接收的颜色的组合在各个所述第二光接收部之间是一致的。
(5)根据(1)~(4)中任一项所述的摄像元件,其中,位于所述第一块中的所述第二光接收部的位置是基于所述第一块中的所述第一光接收部的灵敏度而被设定的。
(6)根据(1)~(5)中任一项所述的摄像元件,其中,所述垂直线与所述水平线的交叉点与所述像素阵列的中心重合。
(7)根据(1)~(6)中任一项所述的摄像元件,其中,所述垂直线与所述水平线的交叉点位于光学***的光轴上,所述光学***用于将光引导到所述像素阵列。
(8)根据(1)~(7)中任一项所述的摄像元件,其中,所述第一光接收部和所述第二光接收部每一者都是像素。
(9)根据(1)~(7)中任一项所述的摄像元件,其中,所述第一光接收部和所述第二光接收部每一者都是一个像素内的光接收区域。
(10)根据(1)~(9)中任一项所述的摄像元件,其中,所述第二光接收部中使用的第二光学滤波器是具有在带域宽度上比所述第一光接收部中使用的第一光学滤波器的带域宽度窄的透射带域的光学滤波器。
(11)根据(10)所述的摄像元件,其中,所述第二光学滤波器是等离子体滤波器。
(12)根据(10)所述的摄像元件,其中,所述第二光学滤波器是Fabry-Perot(法布里-珀罗)干涉型滤波器。
(13)根据(1)~(12)中任一项所述的摄像元件,其中
在所述像素阵列中,布置有:包括用于接收红色光的第五光接收部的第二块、包括用于接收绿色光的第六光接收部的第三块、包括用于接收绿色光的第七光接收部的第四块、和包括用于接收蓝色光的第八光接收部的第五块,
所述第一光接收部是所述第五光接收部至所述第八光接收部中的一者,并且
所述第一块是所述第二块至所述第五块中的一者。
(14)根据(13)所述的摄像元件,其中,所述像素阵列中的所述第二块至所述第五块的颜色布置符合拜耳阵列的颜色布置。
(15)根据(13)或(14)所述的摄像元件,其中,在所述第二块至所述第五块中,所述光接收部布置成两行×两列。
(16)一种电子设备,包括:
摄像元件;以及
信号处理器,其被构造成处理从所述摄像元件输出的信号,
其中,所述摄像元件包括像素阵列,在所述像素阵列中至少布置有:第一光接收部,其被构造成接收预定颜色的光;和第二光接收部,其被构造成接收具有在带域宽度上比所述预定颜色的波长带域的带域宽度窄的波长带域的光,并且
在所述像素阵列被垂直线和水平线分成四个区域的情况下,位于布置有至少一个所述第一光接收部和至少一个所述第二光接收部的第一块中的所述第二光接收部的位置在各个所述区域中是不同的。
附图标记列表
10 摄像装置
11 光学***
12,12A~12C 摄像元件
14 信号处理器
31,31A~31I 像素阵列
51 像素
61 光电二极管
101 芯片上微透镜
102 层间膜
103 窄带域滤波器层
104 层间膜
105 光电转换元件层
106 信号布线层
107 颜色滤波器层
108 滤波器层
121A~121D 等离子体滤波器
131A~131C 导体薄膜
132A~132C' 孔
133A,133B 点
134A,134B 介电体层
151 等离子体滤波器
161A 导体薄膜
162 SiO2膜
163 SiN膜
164 SiO2基板
203,221 半导体芯片
301 透镜
312 滤波器层
314 光电转换元件层
NB 窄带域滤波器
P 透射滤波器
A1~A4 区域
Lv 垂直线
Lh 水平线
Claims (16)
1.一种摄像元件,包括:
像素阵列,在所述像素阵列中至少布置有:第一光接收部,其被构造成接收基于三原色或颜色匹配功能的预定颜色的光;和第二光接收部,其被构造成接收具有在带域宽度上比所述预定颜色的波长带域的带域宽度窄的波长带域的光,
其中,在所述像素阵列中,以像素块为单位的颜色布置与拜耳阵列的颜色布置一致,所述像素块包括具有至少一个所述第一光接收部和至少一个所述第二光接收部的第一块和仅具有接收单一颜色的光的多个所述第一光接收部的其他块,并且
在所述像素阵列被垂直线和水平线分成四个区域的情况下,所述第一块中的所述第二光接收部的位置在位于各个所述区域的所述第一块中是不同的。
2.根据权利要求1所述的摄像元件,其中,各个所述区域之中的位于所述第一块中的所述第二光接收部的位置关于所述垂直线与所述水平线的交叉点是对称的。
3.根据权利要求1所述的摄像元件,其中,各个所述区域之中的位于所述第一块中的所述第二光接收部的位置关于所述垂直线或所述水平线是对称的。
4.根据权利要求1所述的摄像元件,其中,
与所述第二光接收部相邻的上方、下方光接收部之中的更靠近所述垂直线与所述水平线的交叉点的那个光接收部是第三光接收部,与所述第二光接收部相邻的左方、右方光接收部之中的更靠近所述交叉点的那个光接收部是第四光接收部,并且
由所述第三光接收部接收的颜色和由所述第四光接收部接收的颜色的组合在各个所述第二光接收部之间是一致的。
5.根据权利要求1所述的摄像元件,其中,位于所述第一块中的所述第二光接收部的位置是基于所述第一块中的所述第一光接收部的灵敏度而被设定的。
6.根据权利要求1所述的摄像元件,其中,所述垂直线与所述水平线的交叉点跟所述像素阵列的中心重合。
7.根据权利要求1所述的摄像元件,其中,所述垂直线与所述水平线的交叉点位于光学***的光轴上,所述光学***用于将光引导到所述像素阵列。
8.根据权利要求1所述的摄像元件,其中,所述第一光接收部和所述第二光接收部每一者都是像素。
9.根据权利要求1所述的摄像元件,其中,所述第一光接收部和所述第二光接收部每一者都是一个像素内的光接收区域。
10.根据权利要求1所述的摄像元件,其中,所述第二光接收部中使用的第二光学滤波器是具有在带域宽度上比所述第一光接收部中使用的第一光学滤波器的带域宽度窄的透射带域的光学滤波器。
11.根据权利要求10所述的摄像元件,其中,所述第二光学滤波器是等离子体滤波器。
12.根据权利要求10所述的摄像元件,其中,所述第二光学滤波器是法布里-珀罗干涉型滤波器。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的摄像元件,其中
在所述像素阵列中,布置有:包括用于接收红色光的第五光接收部的第二块、包括用于接收绿色光的第六光接收部的第三块、包括用于接收绿色光的第七光接收部的第四块、和包括用于接收蓝色光的第八光接收部的第五块,
所述第一光接收部是所述第五光接收部至所述第八光接收部中的一者,并且
所述第一块是所述第二块至所述第五块中的一者。
14.根据权利要求13所述的摄像元件,其中,所述像素阵列中的所述第二块至所述第五块的颜色布置符合拜耳阵列的颜色布置。
15.根据权利要求13所述的摄像元件,其中,在所述第二块至所述第五块中,所述光接收部布置成两行×两列。
16.一种电子设备,其包括:
摄像元件;以及
信号处理器,其被构造成处理从所述摄像元件输出的信号,
其中,所述摄像元件是根据权利要求1至15中任一项所述的摄像元件。
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