JP2007282054A - 固体撮像装置、カメラおよび信号処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の固体撮像装置は、二次元状に配列されたフォトダイオードと、隣り合う2つのフォトダイオードに対して1つずつ設けられ、光を集める複数のマイクロレンズと、マイクロレンズに対応して設けられ、マイクロレンズから入射される光を、所定範囲内の波長を有する第1の光と所定範囲外の波長を有する第2の光の2つに分離する複数の分離手段とを備える。各分離手段は、マイクロレンズによって集光された光から、第1の光および第2の光の一方を選択的に透過し他方を反射し、透過した光を1つのフォトダイオードに入射する光選択部と、光選択部によって反射された光を他の1つのダイオードに向けて反射する光反射部とを備える。
【選択図】図3
Description
本実施の形態における固体撮像装置は、マイクロレンズから入射される光を、所定範囲内の波長を有する第1の光と所定範囲外の波長を有する第2の光の2つに分離し、第1の光を1つのフォトダイオードに、第2の光を他の1つのフォトダイオード入射するように構成される。また、マイクロレンズにから入射される光を分離には、さらに、所定範囲の波長に応じたフォトニック構造の絶縁体層(スペーサ層とも呼ぶ)を有する多層膜を用いている。これにより固体撮像装置の高感度化を図っている。
本実施の形態では、光選択部104中の絶縁体層がフォトニック構造により光学的膜厚を調整する代わりに、物理的な膜厚によって光学的膜厚を調整する例について説明する。
本実施の形態では、上記各実施の形態における固体撮像装置から得られる色信号を3原色の信号に変換する信号処理について説明する。
102R、102G、102B フォトダイオード
102Ye、102Cy、102Mg フォトダイオード
103 透明膜103
104R、104G、104M 色選択部
104M 色反射部
105、108 透明膜
106 凹レンズ
107 遮光膜
109 マイクロレンズ
501a、501c、501e、501g 二酸化チタン層
501b、501d、501f 二酸化シリコン層
501G フォトニック層
601a アルミ層
701a、701c、701e、701g 二酸化チタン層
701b、701d、701f 二酸化シリコン層
701R フォトニック層
801a、801c、801e、801g 二酸化チタン層
801b、801f 二酸化シリコン層
801R、801B フォトニック層
904R、904G、904B 色選択部
401 カメラ
411 固体撮像装置
412 駆動部
410 信号処理部
413 色変換部
414 制御部
415 メカニカルシャッター
416 レンズ
420 表示部
Claims (13)
- 二次元状に配列されたフォトダイオードと、
隣り合う2つのフォトダイオードに対して1つずつ設けられ、光を集める複数の集光手段と、
前記集光手段に対応して設けられ、前記集光手段から入射される光を、所定範囲内の波長を有する第1の光と所定範囲外の波長を有する第2の光の2つに分離する複数の分離手段とを備え、
各分離手段は、
前記集光手段から入射される光から、第1の光および第2の光の一方を選択的に透過し他方を反射し、透過した光を1つのフォトダイオードに入射する光選択手段と、
前記光選択手段によって反射された光を他の1つのダイオードに向けて反射する光反射手段と
を備えることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記光反射手段は可視光のみを反射する
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記固体撮像装置はさらに、赤外光を除去する除去手段を備え、
前記分離手段は、赤外光除去後の光から、所定範囲内の波長を有する光とそれ以外の光とを分離する
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記複数の分離手段は、第1タイプの分離手段および第2タイプの分離手段を含み、
第1タイプの分離手段における第1の光は赤緑青のうちの何れかの原色を示す第1原色光であり、第2の光は第1原色光の補色を示す第1補色光であり、
第1タイプの分離手段における第1の光は第1原色光とは異なる第2原色光であり、第2の光は第2原色光の補色を示す第2補色光である
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記第1原色光、第1補色光、第2原色光、第2補色光はそれぞれ、赤色光、シアン光、青色光、イエロー光であり、
第1タイプの分離手段と第2タイプの分離手段はそれぞれ同一列または同一行に配列される
ことを特徴とする請求項4記載の固体撮像装置。 - 前記第1原色光、第1補色光、第2原色光、第2補色光はそれぞれ、赤色光、シアン光、緑色光、マゼンタ光であり、
第1タイプの分離手段と第2タイプの分離手段はそれぞれ同一列または同一行に配列される
ことを特徴とする請求項4記載の固体撮像装置。 - 前記固体撮像装置はさらに、
フォトダイオードから得られる第1原色を示す信号、第1補色を示す信号、第2原色を示す信号および第2補色を示す信号を、赤色信号、緑色信号、青色信号に変換する変換手段を備える
ことを特徴とする請求項4記載の固体撮像装置。 - 前記集光手段に集光される光軸上に前記光選択手段および1つのダイオードが配置される
ことを特徴とする請求項4記載の固体撮像装置。 - 前記集光手段の中心は、隣接行または隣接列の隣り合う集光手段の中心とフォトダイオード1つ分ずれて配置される
ことを特徴とする請求項8記載の固体撮像装置。 - 前記光選択手段は、屈折率の異なる2種類の光学膜を含む多層膜であり、
前記光学膜の光学的膜厚は設定中心波長の4分の1に相当し、
前記多層膜は、さらに、設定中心波長に応じたフォトニック構造の絶縁体層を含む
ことを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の固体撮像装置。 - 前記光選択手段は、屈折率の異なる2種類の光学膜を含む多層膜であり、
前記光学膜の光学的膜厚は設定中心波長の4分の1に相当し、
前記多層膜は、さらに、設定中心波長の4分の1以外の光学的膜厚を有する絶縁体層を含む
ことを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の固体撮像装置。 - 請求項1記載の固体撮像装置を備えることを特徴とするカメラ。
- 請求項7記載の固体撮像装置の信号処理方法であって、
4つのフォトダイオードから第1原色を示す信号、第1補色を示す信号、第2原色を示す信号、第2補色を示す信号を取得し、
取得した4つの信号を赤色信号、緑色信号、青色信号に変換する
ことを特徴とする信号処理方法。
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