CN101919256A - 图像拍摄装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种图像拍摄装置。反射镜(1a)透过蓝绿(Cy)光并反射R光，反射镜(1d)透过黄光(Ye)并反射B光。反射镜(1a、1d)被配置在透光性构件(3)中。使反射镜(1a、1d)倾斜，以使得这些反射光在透光性构件(3)和空气的交界面处被反射，之后分别入射到相邻的光传感单元。光传感单元(2a)接受透过反射镜(1a)的光，光传感单元(2d)接受透过反射镜(1d)的光。在光传感单元(2b、2c)上不配置反射镜。光传感单元(2b)接受直接光和由反射镜(1a)反射的光，光传感单元(2c)接受直接光和由反射镜(1d)反射的光。由来自各光传感单元的输出信号通过运算得到颜色信息。

Description

图像拍摄装置
技术领域
本发明涉及一种图像拍摄装置的拍摄元件结构。
背景技术
近年来，关注使用CCD或CMOS等固体拍摄元件(以下有时称为“拍摄元件”)的数字照相机和数字摄像机的高功能化、高性能化。特别地由于半导体制造技术的进步，正在推进固体拍摄元件中的像素结构的微细化。其结果，实现了固体拍摄元件的像素及驱动电路的高集成化。为此，仅几年间拍摄元件的像素数就从100万像素显著增加到1000万像素。其另一方面，由于伴随着拍摄元件的多像素化，1像素接受的光的量(光量)下降了，所以引起所谓的照相机灵敏度下降的问题。
并且，在普通彩色照相机中，由于在拍摄元件的各光传感部上配置以颜料为色素的减色型滤色片，所以光利用率相当低。例如，在以红(R)1像素、绿(G)2像素、蓝(B)1像素为基本结构的单色(ベイヤ一)型的滤色片中，R滤色片使R光透过，吸收G光、B光。G滤色片使G光透过，吸收R光、B光。B滤色片使B光透过，吸收R光、G光。即，由于透过各滤色片的光是RGB三色中的1色，其它的2色被滤色片吸收，所以可利用的光是入射到滤色片的可见光的约1/3。
为了解决灵敏度低的问题，在专利文献1中公开了一种在拍摄元件的受光部安装微透镜阵列(microlens array)来增加受光量的方法。根据此方法，通过用微透镜聚焦，就能实质上提高光数值孔径(numerical aperture)。此方法被应用在现在大部分的固体拍摄元件中。如果使用此方法，虽然实质的数值孔径提高了，但没有解决滤色片的光利用率低的问题。
因此，作为同时解决光利用率低和灵敏度低的问题的方法，在专利文献2中公开有对分色镜(dichroic mirror)和微透镜进行组合，具有最大限度地获取光的结构的固体拍摄装置。此装置使用如下多个分色镜，该多个分色镜不吸收光，而是选择性地使特定波段的光透过，并反射其它的波段的光。各分色镜选择仅需要的光，使其入射到对应的光传感部，并使其它的光透过。图10中示出专利文献2中所公开的拍摄元件的剖面图。
根据图10所示的拍摄元件，入射到聚焦微透镜11的光，由内透镜(inner lens)12调整光束后，入射到第一分色镜13。第一分色镜13虽然使红(R)的光透过，但反射其它颜色的光。透过第一分色镜13的光入射到正下方的光传感单元23。由第一分色镜13反射的光入射到相邻的第二分色镜14。第二分色镜14反射绿(G)的光，透过蓝(B)的光。由第二分色镜14反射的绿的光入射到其正下方的光传感单元24。透过第二分色镜14的蓝的光，由第三分色镜15反射，入射到其正下方的光传感单元25。根据图10所示的拍摄元件，入射到聚焦微透镜11的可见光没有被滤色片吸收，其RGB各成分由3个光传感单元有效地检测。
同样地，在专利文献3及专利文献4中也公开了利用光的反射和透过来提高光的利用率的技术。图11(a)示出专利文献3中所公开的2管式彩色照相机的二向色棱镜(dichroic prism)。图11(b)示出专利文献4中所公开的3管式彩色照相机的二向色棱镜。图11(a)所示的二向色棱镜21将入射光分离为G光以外(R·B光)和G光。图11(b)所示的二向色棱镜22将入射光分离为R光、G光、B光。
在专利文献2、3、4中公开的图像拍摄装置中，不使用选择性地透过特定波段的光并吸收其它的波段的光的滤色片。代替此，在使用选择性地透过/反射特定波段的光的光学元件这点上，专利文献2、3、4是共同的。由于使用具备这种颜色分离功能的光学元件，所以大幅度地提高光的利用率。
但是，在专利文献2、3、4中所公开的图像拍摄装置中，有必要设置利用的光学元件的数目的、或分离的颜色的数目的光传感单元。例如，为了检测红、绿、蓝的光，与使用现有的滤色片时的光传感单元的数目相比，有必要将光传感单元的数目增加到3倍。
相对以上的技术，在专利文献5中公开了虽然产生一部分光的损失，但使用分色镜和反射来提高光的利用率的技术。图12示出使用该技术的拍摄元件的剖面图的一部分。如图12所示，在透光性的树脂31内配置分色镜32、33。分色镜32使G光透过，并反射R光、B光。分色镜33使R光透过，并反射G光、B光。
根据这样的结构，虽然B光不能由光传感部接受，但用以下的原理能全部检测出R光、G光。首先，一旦R光入射到分色镜32、33，就由分色镜32反射，并且还在透光性的树脂31和空气的交界面处被全反射，入射到分色镜33。入射到分色镜33的全部的R光通过透过R光的有机色素滤色片35、微透镜36，虽然光的一部分被金属层37反射，但几乎全都入射到光传感部。此外，一旦G光入射到分色镜32、33，就由分色镜33反射，并且还在透光性的树脂31和空气的交界面处被全反射，入射到分色镜32。入射到分色镜32的全部的G光通过透过G光的有机色素滤色片34、微透镜36，同样几乎无损失地入射到光传感部。
根据上述原理，在专利文献5中所公开的技术中，虽然损失RGB光内的1色，但2色几乎能无损失地被接受。为此，不需要配置RGB三色的光传感部。与在此仅由有机色素滤色片构成的拍摄元件相比，相对利用有机色素滤色片时的光利用率1/3，在此技术中为光利用率2/3，灵敏度提高到2倍。但是，即使此技术，也由于损失3色内的1色，而遗留有不能使光利用率为100％这样的课题。
专利文献1：JP特开昭59-90467号公报
专利文献2：JP特开2000-151933号公报
专利文献3：JP特公昭59-42282号公报
专利文献4：JP特开平6-6646号公报
专利文献5：JP特开2003-78917号公报
发明内容
在现有技术中，如果使用光吸收型的滤色片，虽然可以不大幅度地增加光传感单元，但光利用率低。此外，如果使用分色镜或二向色棱镜，则虽然光利用率高，但不得不大幅度地增加光传感单元的数目。并且，在利用分色镜和反射的专利文献5中所公开的现有技术中，产生3色中的1色的光损失。
本发明提供一种拍摄技术，使用分色镜，不必大幅度地增加光传感单元，就能具有几乎不产生光损失的彩色化。并且，本发明不仅能分离可见光，还能分离红外线和偏振光。
本发明的图像拍摄装置，包括：拍摄元件；在上述拍摄元件的拍摄面上形成像的光学系统；和处理从上述拍摄元件输出的电信号的影像信号处理部；其中，上述拍摄元件，包括排列在上述拍摄面上的多个单位要素；上述多个单位要素中的每一个具有：第一光传感单元；第二光传感单元；被设置在上述第一光传感单元及上述第二光传感单元的上部的透光性构件；和被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第一光传感单元而配置的第一反射镜(mirror)；上述第一反射镜反射入射到上述第一反射镜的光中所含有的第一波段的光线，并使入射到上述第一反射镜的光中所含有的第一波段以外的光线透过；由上述第一反射镜反射的上述第一波段的光线，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到上述第二光传感单元；透过上述第一反射镜的上述第一波段以外的光线入射到上述第一光传感单元；上述第一光传感单元接受透过上述第一反射镜的上述第一波段以外的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第一像素信号；上述第二光传感单元接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的上述第一波段的光线、和不经由上述第一反射镜而入射到上述第二光传感单元的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第二像素信号；上述影像信号处理部通过包括上述第一像素信号和上述第二像素信号之间的差分运算在内的处理，来输出与入射到上述多个单位要素中的每一个单位要素的光线中的上述第一波段的光线的量相关的信息。
在某一优选实施方式中，上述多个单位要素中的每一个单位要素中所包括的透光性构件是设置在上述拍摄面上的透明层的一部分。
在某一优选实施方式中，上述透光性构件在上述交界面处与空气接触。
在某一优选实施方式中，上述第二光传感单元与上述第一光传感单元相邻。
在某一优选实施方式中，由上述第一反射镜反射的上述第一波段的光线在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被全反射。
在某一优选实施方式中，上述多个单位要素中、位于上述拍摄面的中心的单位要素中所包括的上述第一反射镜的形状以及相对于上述第一光传感单元的相对位置中的至少一方面，与上述多个单位要素中、位于上述拍摄面的周边的单位要素中所包括的上述第一反射镜的形状以及相对于上述第一光传感单元的相对位置中的至少一方面不同。
在某一优选实施方式中，上述第一波段相当于红外线的波段。
在某一优选实施方式中，上述多个单位要素中的每一个还具有：第三光传感单元；第四光传感单元；和被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第四光传感单元而配置的第二反射镜；上述第二反射镜反射入射到上述第二反射镜的光中所含有的第二波段的光线，并使入射到上述第二反射镜的光中所含有的第二波段以外的光线透过；由上述第二反射镜反射的上述第二波段的光线，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到上述第三光传感单元；透过上述第二反射镜的上述第二波段以外的光线入射到上述第四光传感单元；上述第三光传感单元接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的上述第二波段的光线、和不经由上述第一反射镜及第二反射镜中的任何一个而入射到上述第三光传感单元的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第三像素信号；上述第四光传感单元接受透过上述第二反射镜的上述第二波段以外的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第四像素信号；上述影像信号处理部通过包括上述第三像素信号和上述第四像素信号之间的差分运算在内的处理，来输出与上述多个单位要素所接受到的光线中的至少上述第二波段的光线的量相关的信息。
在某一优选实施方式中，上述第四光传感单元与上述第三光传感单元相邻。
在某一优选实施方式中，与上述第一光传感单元相邻地配置上述第三光传感单元，与上述第二光传感单元相邻地配置上述第四光传感单元。
在某一优选实施方式中，按照一维形状来并列配置上述第一光传感单元、上述第二光传感单元、上述第三光传感单元、以及上述第四光传感单元。
在某一优选实施方式中，上述第一波段相当于红色的波段，上述第二波段相当于蓝色的波段。
在某一优选实施方式中，配置上述第一反射镜和上述第二反射镜，以使上述第一光传感单元、上述第二光传感单元、上述第三光传感单元、上述第四光传感单元全都至少接受绿色的波段的光线。
在某一优选实施方式中，上述第二光传感单元具有第一光电转换部和第二光电转换部，上述第一光电转换部生成与上述第一光电转换部所接受到的光线的量相对应的第三像素信号，上述第二光电转换部生成与上述第二光电转换部所接受到的光线的量相对应的第四像素信号。
在某一优选实施方式中，上述第一波段相当于红色的波段及蓝色的波段，上述第一光电转换部接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的上述红色的波段及蓝色的波段的光线、和不经由上述第一反射镜而入射到上述第二光传感单元的光线中至少蓝色的波段的光线，并生成上述第三像素信号；上述第二光电转换部接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的上述红色的波段及蓝色的波段的光线、和不经由上述反射镜而入射到上述第二光传感单元的光线中至少红色的波段的光线，并生成上述第四像素信号；上述影像信号处理部通过包括使用上述第三像素信号和上述第四像素信号的差分运算在内的处理，来输出颜色信息。
在某一优选实施方式中，上述第一光电转换部接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的上述红色的波段及蓝色的波段的光线、和不经由上述第一反射镜而入射到上述第二光传感单元的光线中绿色的波段的光线的二分之一和蓝色的波段的光线，并输出上述第三像素信号；上述第二光电转换部接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的红色及蓝色的波段的光线、和不经由上述反射镜而入射到上述第二光传感单元的光线中绿色的波段的光线的二分之一和红色的波段的光线，并输出上述第四像素信号。
本发明的另一图像拍摄装置，包括：拍摄元件；在上述拍摄元件的拍摄面上形成像的光学系统；和处理从上述拍摄元件输出的电信号的影像信号处理部；其中，上述拍摄元件包括排列在第一方向上的多个单位要素；上述多个单位要素中的每一个具有：第一光传感单元；第二光传感单元；被设置在上述第一光传感单元及上述第二光传感单元的上部的透光性构件；被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第一光传感单元而配置的第一反射镜；和设置在上述透光性构件的内部且对应上述第二光传感单元而配置的第二反射镜；沿着与上述第一方向平行的方向配置上述第一光传感单元及上述第二光传感单元；上述第一反射镜反射入射到上述第一反射镜的光中所含有的第一波段的光线，并使入射到上述第一反射镜的光中所含有的第一波段以外的光线透过；上述第二反射镜透过入射到上述第二反射镜的光中所含有的第二波段的光线，并使入射到上述第二反射镜的光中所含有的第二波段以外的光线反射；由上述第一反射镜反射的上述第一波段的光线，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到上述第二光传感单元；透过上述第一反射镜的上述第一波段以外的光线入射到上述第一光传感单元；由上述第二反射镜反射的上述第二波段以外的光线，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到相邻的单位的上述第一光传感单元；透过上述第二反射镜的上述第二波段的光线入射到上述第二光传感单元；上述第一光传感单元接受透过上述第一反射镜的上述第一波段以外的光线、和由相邻的上述第二反射镜反射后在上述交界面处被反射的上述第二波段以外的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第一像素信号；上述第二光传感单元接受透过上述第二反射镜的上述第二波段的光线、和由上述第一反射镜反射后在上述交界面处被反射的上述第一波段的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第二像素信号；上述影像信号处理部通过包括上述第一像素信号和上述第二像素信号之间的差分运算在内的处理，来输出颜色信息。
在某一优选实施方式中，上述多个单位要素中的每一个还具有：第三光传感单元；第四光传感单元；被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第三光传感单元而配置的第三反射镜；和被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第四光传感单元而配置的第四反射镜；沿着与上述第一方向平行的方向配置上述第三光传感单元及上述第四光传感单元；上述第三反射镜反射入射到上述第三反射镜的光中所含有的第三波段的光线，并使入射到上述第三反射镜的光中所含有的第三波段以外的光线透过；上述第四反射镜透过入射到上述第四反射镜的光中所含有的第四波段的光线，并使入射到上述第四反射镜的光中所含有的第四波段以外的光线反射；由上述第三反射镜反射的上述第三波段的光线，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到上述第四光传感单元；透过上述第三反射镜的上述第三波段以外的光线入射到上述第三光传感单元；由上述第四反射镜反射的上述第四波段以外的光线，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到相邻的单位要素的上述第三光传感单元；透过上述第四反射镜的上述第四波段的光线入射到上述第四光传感单元；上述第三光传感单元接受透过上述第三反射镜的上述第三波段以外的光线、和由相邻的上述第四反射镜以及上述交界面反射的上述第四波段以外的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第三像素信号；上述第四光传感单元接受透过上述第四反射镜的上述第四波段的光线、和由上述第三反射镜及上述交界面反射的上述第三波段的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第四像素信号；上述影像信号处理部通过包括上述第三像素信号和上述第四像素信号之间的差分运算在内的处理，来输出与上述颜色信息不同的颜色信息。
本发明的另一图像拍摄装置，包括：拍摄元件；在上述拍摄元件的拍摄面上形成像的光学系统；和处理从上述拍摄元件输出的电信号的影像信号处理部；其中，上述拍摄元件包括按照二维形状来排列的多个单位要素；上述多个单位要素中的每一个具有：第一光传感单元；第二光传感单元；被设置在上述第一光传感单元及上述第二光传感单元的上部的透光性构件；和被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第一光传感单元而配置的第一偏振光反射镜；上述第一偏振光反射镜使入射到上述第一偏振光反射镜的光中第一偏振光成分透过，并反射与上述第一偏振光成分正交的第二偏振光成分；透过上述第一偏振光反射镜的上述第一偏振光成分入射到上述第一光传感单元；由上述第一偏振光反射镜反射的上述第二偏振光成分，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到上述第二光传感单元；上述第一光传感单元接受透过上述第一偏振光反射镜的上述第一偏振光成分的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第一像素信号；上述第二光传感单元接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的上述第二偏振光成分的光线、和不经由上述第一偏振光反射镜而入射到上述第二光传感单元的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第二像素信号；上述影像信号处理部通过包括上述第一像素信号和上述第二像素信号之间的差分运算在内的处理，来输出偏振光信息。
在某一优选实施方式中，上述多个单位要素中的每一个还具有：第三光传感单元；第四光传感单元；和被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第四光传感单元而配置的第二偏振光反射镜；上述第二偏振光反射镜使入射到上述第二偏振光反射镜的光中、相对于上述第一偏振光成分成45度角度的第三偏振光成分透过，并反射与上述第三偏振光成分正交的第四偏振光成分；透过上述第二偏振光反射镜的上述第三偏振光成分入射到上述第四光传感单元；由上述第二偏振光反射镜反射的上述第四偏振光成分，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到上述第三光传感单元；上述第四光传感单元接受透过上述第二偏振光反射镜的上述第三偏振光成分的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第四像素信号；上述第三光传感单元接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的上述第四偏振光成分的光线、和不经由上述第一偏振光反射镜及上述第二偏振光反射镜中的任何一个而入射到上述第三光传感单元的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第三像素信号；上述影像信号处理部通过包括上述第三像素信号和上述第四像素信号之间的差分运算在内的处理，来输出与上述偏振光信息不同的偏振光信息。
本发明的拍摄元件，包括按照二维形状来排列的多个单位要素；上述多个单位要素中的每一个具有：第一光传感单元；第二光传感单元；被设置在上述第一光传感单元及上述第二光传感单元的上部的透光性构件；和被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第一光传感单元而配置的第一反射镜；上述第一反射镜反射入射到上述第一反射镜的光中所含有的第一波段的光线，并使入射到上述第一反射镜的光中所含有的第一波段以外的光线透过；由上述第一反射镜反射的上述第一波段的光线，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到上述第二光传感单元；透过上述第一反射镜的上述第一波段以外的光线入射到上述第一光传感单元；上述第一光传感单元接受透过上述第一反射镜的上述第一波段以外的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第一像素信号；上述第二光传感单元接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的上述第一波段的光线、和不经由上述第一反射镜而入射到上述第二光传感单元的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第二像素信号。
本发明的另一拍摄元件，包括排列在第一方向上的多个单位像素；上述多个单位要素中的每一个具有：第一光传感单元；第二光传感单元；被设置在上述第一光传感单元及上述第二光传感单元的上部的透光性构件；被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第一光传感单元而配置的第一反射镜；和被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第二光传感单元而配置的第二反射镜；沿着与上述第一方向平行的方向配置上述第一光传感单元及上述第二光传感单元；上述第一反射镜反射入射到上述第一反射镜的光中所含有的第一波段的光线，并使入射到上述第一反射镜的光中所含有的第一波段以外的光线透过；上述第二反射镜透过入射到上述第二反射镜的光中所含有的第二波段的光线，并使入射到上述第二反射镜的光中所含有的第二波段以外的光线反射；由上述第一反射镜反射的上述第一波段的光线，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到上述第二光传感单元；透过上述第一反射镜的上述第一波段以外的光线入射到上述第一光传感单元；由上述第二反射镜反射的上述第二波段以外的光线，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，入射到相邻的单位的上述第一光传感单元；透过上述第二反射镜的上述第二波段的光线入射到上述第二光传感单元；上述第一光传感单元接受透过上述第一反射镜的上述第一波段以外的光线、和由相邻的上述第二反射镜反射后在上述交界面处被反射的上述第二波段以外的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第一像素信号；上述第二光传感单元接受透过上述第二反射镜的上述第二波段的光线、和由上述第一反射镜反射后在上述交界面处被反射的上述第一波段的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第二像素信号。
本发明的另一拍摄元件，包括按照二维形状来排列的多个单位要素；上述多个单位要素中的每一个具有：第一光传感单元；第二光传感单元；被设置在上述第一光传感单元及上述第二光传感单元的上部的透光性构件；和被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第一光传感单元而配置的第一偏振光反射镜；上述第一偏振光反射镜使入射到上述第一偏振光反射镜的光中、第一偏振光成分透过，并反射与上述第一偏振光成分正交的第二偏振光成分；透过上述第一偏振光反射镜的上述第一偏振光成分入射到上述第一光传感单元；由上述第一偏振光反射镜反射的上述第二偏振光成分，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到上述第二光传感单元；上述第一光传感单元接受透过上述第一偏振光反射镜的上述第一偏振光成分的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第一像素信号；上述第二光传感单元接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的上述第二偏振光成分的光线、和不经由上述第一偏振光反射镜而入射到上述第二光传感单元的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第二像素信号。
发明效果
根据本发明的图像拍摄装置，入射到设置在拍摄面上的透光性构件内的反射镜的光线被分为：由反射镜反射的第一光线、和透过反射镜的第二光线。第一光线入射到第一光传感单元，第二光线入射到第二光传感单元。通过包括从2个光传感单元输出的信号的差分运算在内的处理，就能得到第一光线的量及第二光线的量。由此，不需要吸收光的彩色滤色片就能提高光利用率。并且，在为了得到RGB三色而使用本发明的情况下，与现有技术相比，能减少光传感单元的数目。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的图像拍摄装置的结构的方框图。
图2是表示实施方式1中的透镜及拍摄元件的斜视图。
图3(a)是表示本发明的实施方式1中的分色镜及光传感单元的基本结构的平面图，(b)是实施方式1中的分色镜及光传感单元的基本结构的AA′线剖面图，(c)是实施方式1中的分色镜及光传感单元的基本结构的BB′线剖面图。
图4是表示本发明的实施方式1中的基本结构为1行4列时的分色镜及光传感单元的排列的剖面图。
图5是对应各光感应单元而配置分色镜，分别接受原色的光和互补色的光的拍摄元件的剖面图。
图6(a)是表示本发明的实施方式2中的分色镜及光传感单元的基本结构的平面图，(b)是实施方式2中的分色镜及光传感单元的基本结构的CC′线剖面图。
图7(a)是表示本发明的实施方式3中的反射镜及光传感单元的基本结构的平面图，(b)是实施方式3中的反射镜及光传感单元的基本结构的AA′线剖面图。
图8(a)是表示本发明的实施方式4中的偏振光反射镜及光传感单元的基本结构的平面图，(b)是偏振光反射镜及光传感单元的基本结构的AA′线剖面图，(c)是偏振光反射镜及光传感单元的基本结构的BB′线剖面图。
图9是表示入射到本发明的实施方式4中的各光传感单元的光的偏振光状态的平面图。
图10是使用微透镜和分色镜的现有的固体拍摄元件的剖面图。
图11(a)是2管式彩色照相机的光学棱镜的外形图，(b)是现有的3板式彩色照相机的光学棱镜的外形图。
图12是利用分色镜及反射来提高光的利用率的现有的固体拍摄元件的剖面图。
符号说明
1a、1b、1d  分色镜
1e  红外线反射反射镜
2a、2b、2c、2d、2e、2f  拍摄元件的光传感单元
3  透光性构件
4a、4b  光电转换部
5a、5d  偏振光反射镜
11  微透镜
12  内透镜
13  反射红(R)以外的分色镜
14  仅反射绿(G)的分色镜
15   仅反射蓝(B)的分色镜
21   2管式彩色照相机的光学棱镜
22   现有的3板式彩色照相机的光学棱镜
23、24、25  光传感单元
31   透光性的树脂
32   透过G光的分色镜
33   透过R光的分色镜
34   透过G光的有机色素滤色片
35   透过R光的有机色素滤色片
36   微透镜
37   金属层
100  拍摄部
101  光学透镜
102  光学板
103  拍摄元件
103a 拍摄面
104  信号产生及像素信号接收部
200  影像信号处理部
201  存储器
202  视频信号产生部
203  视频接口部
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。在所有的附图中对于通用的要素赋予相同的符号。
(实施方式1)
图1表示本发明的第一实施方式的图像拍摄装置的整体结构。图1所示的图像拍摄装置包括：拍摄部100、和接收来自拍摄部100的信号并生成影像信号的影像信号处理部200。下面说明拍摄部100和影像信号处理部200的结构和工作。
拍摄部100包括：用于使被拍摄物成像的透镜101；光学板102；通过光电转换将通过透镜101及光学板102后成像的光信息转换成电信号的拍摄元件103；和信号产生及像素信号接收部104。在此，光学板102使用于去除红外线的红外截止滤波器(infrared cut-off filter)与用于降低因像素排列原因而产生的波纹图形(moire pattern)的水晶低通滤波器进行结合。此外，信号产生及像素信号接收部104在产生用于驱动拍摄元件103的基本信号的同时，还接受来自拍摄元件31的信号，并发送给影像信号处理部200。
影像信号处理部200具有：存储从信号产生及像素信号接收部104接受的信号的图像存储器201；基于由图像存储器201读出的数据来生成视频信号(高精细信号)的视频信号生成部202；和向外部输出视频信号的接口(IF)部203。
图2示意地示出透过透镜101的光入射到拍摄元件103的形态。在此，在拍摄元件103的拍摄面103a上2维地排列多个光传感单元。透镜101的成像及上述红外截止滤波器的作用的结果是，可见光入射到拍摄面103a中。入射到拍摄面103a的光的量(入射光量)按照入射位置而变化。各个光传感单元典型地是光电二极管，通过光电转换输出与入射光量相对应的电信号(光电转换信号或像素信号)。拍摄元件103典型地是CCD或CMOS传感器，由公知的半导体制造技术制造。在本实施方式中，在与形成光传感单元阵列的面相对置的位置设置分色镜的阵列。
本实施方式中优选使用的分色镜是由折射率不同的电介质的多层膜形成的公知的反射镜。分色镜具有反射特定的波段的光线并使其它的波段的光线透过的特性。
根据本实施方式的拍摄元件，不使用RGB滤色片，而利用分色镜的光的透过和反射就能生成彩色图像信号。在本实施方式中，在1个光传感单元输出的信号上重叠与不同的多个波段的光量相对应的信号成分。通过1个光传感单元输出的信号和其它的光传感单元输出的信号的运算，就能取出所需的颜色信号。
下面参照图3(a)～(c)，说明本实施方式的拍摄元件103。在以下的说明中，将红、绿、蓝色分别表示为R、G、B。
图3(a)是表示本实施方式中的分色镜及光传感单元阵列的配置关系的平面图。图3(b)是图3(a)的AA′的剖面图。此外，图3(c)是图3(a)的BB′的剖面图。现实中的拍摄元件包括多个光传感单元排列成行及列状的光传感单元阵列。在图3(a)中为了简便，示出包括2行2列排列的4个光传感单元2a～2d及2个分色镜1a、1d在内的基本结构。
配置分色镜1a来覆盖光传感单元2a，配置分色镜1d来覆盖光传感单元2d。在光传感单元2a～2d的上部设置透光性构件3。在透光性构件3的内部配置分色镜1a、1d。在图3(b)、(c)中，虽然在光传感单元阵列上作为1层来形成透光性构件3，但作为层来形成不是必需的，也可按各基本结构来分离。透光性构件3比空气折射率高，如果是可使可见光透过的构件，则可以是任意的。
分色镜1a具有使入射光中蓝绿光(Cy＝G+B)透过，并反射R光的特性。此外，分色镜1d具有使入射光中黄光(Ye＝R+G)透过，并反射B光的特性。调整分色镜1a的倾斜角度，以使得由分色镜1a反射的光在透光性构件3和空气的交界面处被反射，并入射到相邻的光传感单元2b。同样地，调整分色镜1d的倾斜角度，以使得由分色镜1d反射的光在透光性构件3和空气的交界面处被反射，并入射到相邻的光传感单元2c。在上述交界面处的反射虽然优选为全反射，但即使是一部分的光在交界面处透过，也能得到本发明的效果。
下面，参照图3(b)、(c)，说明各光传感单元接受的光、和从各光传感单元输出的光电转换信号。
如图3(b)所示，光传感单元2a接受透过分色镜1a的蓝绿光(Cy＝G+B)。光传感单元2b接受直接入射的可见光(W＝R+G+B)和由分色镜1a反射的光(R)。如图3(c)所示，光传感单元2c接受直接入射的可见光(W＝R+G+B)和由分色镜1d反射的光(B)。光传感单元2d接受透过分色镜1d的黄光(Ye＝R+G)。
接着，说明从各光传感单元输出的光电转换信号。在以下的说明中，将R光、G光、B光的信号成分分别表示为Rs、Gs、Bs。由于入射光中G光成分和B光成分入射到光传感单元2a，所以从光传感单元2a输出的光电转换信号S2a能够用以下的式1表示。
(式1)S2a＝Gs+Bs
同样地，光传感单元2b、2c、2d分别输出的光电转换信号S2b、S2c、S2d能够用以下的式2～4表示。
(式2)S2b＝Rs+Gs
(式3)S2c＝2Rs+Gs+Bs
(式4)S2d＝Rs+Gs+2Bs
在以上的式子中，2Rs或2Bs表示是Rs或Bs的信号的2倍的量。基于式1～4，通过求Rs、Gs、Bs，就能得到入射光中所含有的R、G、B各成分的量。
在此，用Ws表示可见光的信号，表示为Ws＝Rs+Gs+Bs。因此，式1～式4被分别改写为以下的式5～8。
(式5)S2a＝Ws-Rs
(式6)S2b＝Ws+Rs
(式7)S2c＝Ws+Bs
(式8)S2d＝Ws-Bs
通过在式5上加上式6就能得到以下的式9。此外，通过从式6中减去式5就能得到以下的式10。同样地，通过在式7上加上式8就能得到以下的式11。此外，通过从式7中减去式8就能得到以下的式12。
(式9)S2a+S2b＝2Ws
(式10)S2b-S2a＝2Rs
(式11)S2c+S2d＝2Ws
(式12)S2c-S2d＝2Bs
并且，通过从Ws中减去Rs和Bs，也能得到Gs。像这样，通过使用了S2a、S2b、S2c、S2d的运算，就能无光损失地得到3个颜色信息Rs、Gs、Bs和2个辉度信息Ws。此外，在本实施方式的结构中，关于入射到各光传感部的光，由于全都含有G光成分，所以图像空间上的能见度特性良好。
如此，根据本实施方式，对应以2行2列为基本结构的拍摄元件的光传感单元，配置2种倾斜的分色镜。由此，蓝绿光(Cy＝G+B)或黄光(Ye＝R+G)入射到分色镜的正下方的光传感单元。而且，可见光(W＝R+G+B)及R光、或可见光(W＝R+G+B)及B光入射到相邻的光传感单元。其结果，通过使用从各光传感单元输出的光电转换信号来实施加减运算处理，就能无损失地得到RGB三色的信息。如此，根据本实施方式的图像拍摄装置，就能得到现有中没有的高灵敏度的性能。此外，由于相对2个光传感单元而配置1个分色镜，所以具有由分色镜而产生的反射光容易入射到相邻的光传感单元这样的优点。并且，还基于拍摄元件的制作的观点，与像素(光传感单元)密度相比，分色镜的密度低，所以具有容易配置分色镜这样的优点。
在本实施方式中，虽然使用透过G、B光的分色镜及透过R、G光的分色镜，但本发明并不限于此。例如，在用C1+C2+C3来表示可见光W，设C1的互补色为C1～，C2的互补色为C2～的时候，分色镜1a只要使C1～透过，分色镜1d只要使C2～透过即可。如此，如果一般化的话，光传感单元2a、2b、2c、2d各自的受光信号S2a、S2b、S2c、S2d分别用以下的式13～16表示。
(式13)S2a＝Ws-C1s
(式14)S2b＝Ws+C1s
(式15)S2c＝Ws+C2s
(式16)S2d＝Ws-C2s
通过从式14中减去式13就能得到2C1s，通过从式15中减去式16就能得到2C1s、2C2s。此外，通过在式13中加上式14就能得到2Ws。并且，通过从2Ws中减去2C1s及2C2s还能得到2C3s。如此，能无光损失地得到C1、C2、C3三色的信息。
在本实施方式中，图3(a)所示的配置只不过是一个例子，本发明不限于此排列。例如，既可以相反地配置光传感单元2a和2b，也可以相反地配置光传感单元2a和2d。并且，在本实施方式中，虽然以2行2列为基本结构按照方格状来排列2种分色镜，但本发明不限于此。例如，即使如图4所示，在行方向上按照交替排列的方式每隔1列来排列2种分色镜，其效果也不会改变。此外，光传感单元2a和2b并不必一定相邻，即使在两者间存在其它的要素也能得到本发明的效果。同样地，光传感单元2c和2d也并不必一定相邻。
在以上的说明中，在本发明的实施方式1中示出使用4个光传感单元无光损失地得到RGB三色的情形。但是，本发明的拍摄元件的基本结构并不必一定是4个光传感单元。由于取出RGB中的仅1色，所以只要以包括2个单元和1个分色镜在内的要素为基本结构就足够了。例如，由于仅进行R光的分光，所以如果以图3(b)所示的结构为基本结构，就能无损失地得到R光的信息。
此外，在本实施方式中，虽然为在2个光传感单元中配置1个分色镜的结构，但本发明并不限于此结构。如果使用将入射光分离为某种颜色C1的光线和其互补色C1～的光线的分色镜，能使各个光线入射到不同的2个光传感单元的话，则即使对应1个光传感单元而配置1个分色镜，也能得到本发明的效果。如果分别配置相邻的2个光传感单元，以使其分别接受原色的光和互补色的光的话，则能得到至少三色的信号。图5示出此例。在图5中，分色镜1a使C1的互补色C1～入射到其正下方的光传感单元2a，使C1入射到相邻的光传感单元2b。另一方面，分色镜1b使C2入射到其正下方的光传感单元2b，使互补色C2～入射到相邻的光传感单元2a。根据这种结构，光传感单元2a、2b的受光信号S2a、S2b可分别由以下的式17、18表示。
(式17)S2a＝C1～s+C2～s
(式18)S2b＝C1s+C2s
在此，基于C1～s＝C2s+C3s、C2～s＝C1s+C3s，就能分别按以下的式19、20那样表现式17、18。
(式19)S2a＝Ws+C3s
(式20)S2b＝Ws-C3s
如果从式19中减去式20就能得到2C3s。在同样的结构中如果改变分色镜的特性来构成，还能得到其它的2色。采用图5所示的结构的时候，还能不产生光的损失。
(实施方式2)
接着，使用图6(a)、(b)说明第二实施方式。图6(a)是表示本发明的实施方式2的图像拍摄装置中的拍摄元件的分色镜及光传感单元的基本配置的平面图。图6(b)是图(a)中的CC′剖面图。
本实施方式的拍摄元件以1行2列为基本结构，各基本结构包括光传感单元2a、2b和对应光传感单元2a而配置的分色镜1a。本实施方式与实施方式1不同之处在于，光传感单元2b具有2个光电转换部4a、4b。光电转换部4a、4b结构为分别接受不同的波段的光线，并输出不同的光电转换信号。分色镜1a具有使G光透过并反射R光、B光的特性。将分色镜1a倾斜，以使得透过分色镜1a的光入射到光传感单元2a，由分色镜1a反射的光入射到相邻的光传感单元2b。光传感单元2b在拍摄元件的深度方向上具有2个光电转换部4a、4b，接受分色镜1a的反射光和直射光。由于本实施方式的拍摄元件由硅制成，所以基于硅的光吸收特性，配置光传感单元2b，以便位于上部的光电转换部4a接受G光的1/2和B光，位于下部的光电转换部4b接受R光和G光的1/2。
通过以上的结构，G光入射到光传感部2a，得到由以下的式21表示的光电转换信号S2a。
(式21)S2a＝Gs
此外，光电转换部4a在接受不经由分色镜1a而入射的光中G光的1/2和B光的同时，还主要接受来自分色镜1a的反射光(R+B)中B光。另一方面，光电转换部4b在接受不经由分色镜1a而入射的光中G光的1/2和R光的同时，还主要接受来自分色镜1a的反射光(R+B)中R光。其结果，分别从光电转换部4a、4b输出的光电转换信号S4a、S4b分别由以下的式22、23表示。
(式22)S4a＝Bs+Gs/2+Bs
(式23)S4b＝Rs+Gs/2+Rs
由式21表示的S2a可仍旧作为G信号利用。如果从由式22表示的S4a中减去S2a/2，则可得到B信号2Bs。同样地，如果从由式23表示的S4b中减去S2a/2，则可得到R信号2Rs。如上所述，根据本实施方式的拍摄元件，可无光损失地得到RGB信号。
(实施方式3)
接着，参照图7(a)、(b)说明第三实施方式。在普通的照相机中利用红外截止滤波器接受可见光。相反，在红外线照相机中利用使红外线透过的滤波器接受红外线。根据本实施方式的图像拍摄装置，能实现不使用红外截止滤波器而由拍摄面接受可见光及红外线双方的照相机。在本实施方式中，利用反射红外线并使可见光透过的反射镜。因此，本实施方式虽然与拍摄元件的彩色化无关，但本质上利用了本发明的原理。图7(a)是表示本实施方式的拍摄元件的基本结构的平面图。图7(b)是图7(a)的AA′剖面图。本实施方式的图像拍摄装置与实施方式1不同之处在于，替代分色镜，使用反射红外线并使可见光透过的反射镜。
图7(a)、(b)所示的反射镜1e使可见光透过后入射到光传感单元2e。此外，使红外线反射后入射到相邻的光传感单元2f。
其结果，光传感单元2e仅接受红外线以外的光(可见光)。另一方面，光传感单元2f接受直接入射的可见光和红外线、以及进一步由反射镜1e反射的红外线。如果将红外线的光电转换信号表示为IRs，将可见光的光电转换信号表示为IR～s，则能分别用以下的式24、25表示由光电传感单元2e、2f分别输出的光电转换信号S2e、S2f。
(式24)S2e＝IR～s
(式25)S2f＝IR～s+2IRs
由式24可得到可见光的信号IR～s。此外，如果从式25中减去式24，就能得到红外线的信号2IRs。
如上所述，根据本实施方式，利用反射红外线并使可见光透过的反射镜，通过使可见光入射到其正下方的光传感单元，使其反射光即红外线和直接光(可见光+红外线)入射到相邻的光传感单元，从而就能利用来自光传感单元的输出信号的运算，无损失地同时得到可见光图像和红外线图像。
再有，在上述实施方式中，虽然使用反射红外线的反射镜，但即使相反地，使用反射可见光的反射镜也能得到同样的效果。此外，通过组合本实施方式和实施方式1，并组合使用R光反射反射镜、B光反射反射镜、红外线反射反射镜，也能实现不需要红外截止滤波器的彩色照相机。
(实施方式4)
接着，参照图8(a)～(c)及图9，说明第四实施方式。本实施方式的图像拍摄装置在不使用分色镜，而使用反射特定的偏振光成分并使除其之外的偏振光成分透过的偏振光反射镜这点上与实施方式1不同。通常，为了得到偏振光图像，使用P波偏振光片和S波偏振光片分割入射光进行拍摄。即，需要2个照相机。根据本实施方式的图像拍摄装置，通过在拍摄元件中使用使0度偏振光透过的偏振光反射镜、和使45度偏振光透过的偏振光反射镜，就能用1个照相机得到偏振光图像。
图8(a)是表示本实施方式中的偏振光反射镜及光传感单元阵列的配置关系的平面图。图8(b)是图8(a)的AA′的剖面图。此外，图8(c)是图8(a)的BB′的剖面图。在图8(a)中为了简便，示出了包括排列成2行2列的4个光传感单元2a～2d、以及2个偏振光反射镜5a、5d在内的基本结构。
偏振光反射镜5a使0度偏振光的光透过，并反射90度偏振光的光。偏振光反射镜5d使45度偏振光的光透过，并反射135度偏振光的光。
图9示意性地示出光传感单元2a、2b、2c、2d接受的偏振光的种类。0度偏振光的光入射到光传感单元2a。直接光和基于偏振光反射镜5a而产生的反射光即90度偏振光的光入射到光传感单元2b。直接光和基于偏振光反射镜5d而产生的反射光即135度偏振光的光入射到光传感单元2c。45度偏振光的光入射到光传感单元2d。其结果，光传感单元2a、2b、2c及2d分别输出的光电转换信号S2a、S2b、S2c及S2d分别用以下的式26～29表示。
(式26)S2a＝P0s
(式27)S2b＝P0s+2P90s
(式28)S2c＝P45s+2P135s
(式29)S2d＝P45s
在此，设0度偏振光的光电转换信号为P0s，45度偏振光的光电转换信号为P45s，90度偏振光的光电转换信号为P90s，135度偏振光的光电转换信号为P135s。此外，在式27中用(P0s+P90s)表示直接光的信号，在式28中用(P45s+P135s)表示直接光的信号。
由S2a、S2d可得到0度偏振光、45度偏振光的图像信息，由(S2b-S2a)、(S2c-S2d)可得到90度偏振光、135度偏振光的图像信息。因此，在4像素中就能无损失地得到4个偏振光信息，可计算出图像的偏振光状态。
如上所述，根据本发明的实施方式4，由于相对4个光传感单元，各使用1个透过0度偏振光的偏振光反射镜、和透过45度偏振光的偏振光反射镜，所以具有可无损失地得到0度偏振光、45度偏振光、90度偏振光、135度偏振光的图像信息这样的效果。其结果，具有不需要准备2个照相机，偏振器也能对应2种这样的优点。
关于以上的实施方式1～实施方式4，为了适应拍摄透镜的主光线，也可以在拍摄面的中心部和周边部改变分色镜、红外线反射反射镜、偏振光反射镜的形状、倾斜度、距光传感单元的相对距离。如此这样就有可能得到在亮度及色度中没有不均匀现象的图像。此外，通过在拍摄元件内设置聚焦用的微透镜，就能进一步实现高灵敏度的照相机。在上述实施方式中，虽然说明了2维正方形状排列光传感单元，但并不限于此，在蜂巢结构(honeycomb structure)的排列中也能应用本发明。此外，像背面照射型的拍摄元件那样，即使对于整面受光型的拍摄元件也能无问题地应用，不会改变其有效性。
工业实用性
本发明相关的图像拍摄装置可用于使用固体拍摄元件的民用照相机、所谓数字照相机、数字摄像机、或广播用的固体照相机、工业用的固体监视照相机等中。再有，本发明在拍摄设备不全是固体拍摄元件的所有的彩色照相机中是有效的。

Claims (23)

1.一种图像拍摄装置，包括：
拍摄元件；
在上述拍摄元件的拍摄面上形成像的光学系统；和
处理从上述拍摄元件输出的电信号的影像信号处理部，
上述拍摄元件包括排列在上述拍摄面上的多个单位要素，
上述多个单位要素中的每一个单位要素都具有：
第一光传感单元；
第二光传感单元；
被设置在上述第一光传感单元及上述第二光传感单元的上部的透光性构件；和
被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第一光传感单元而配置的第一反射镜，
上述第一反射镜反射入射到上述第一反射镜的光中所含有的第一波段的光线，并使入射到上述第一反射镜的光中所含有的第一波段以外的光线透过，
由上述第一反射镜反射的上述第一波段的光线，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到上述第二光传感单元，
透过上述第一反射镜的上述第一波段以外的光线入射到上述第一光传感单元，
上述第一光传感单元接受透过上述第一反射镜的上述第一波段以外的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第一像素信号，
上述第二光传感单元接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的上述第一波段的光线、和不经由上述第一反射镜而入射到上述第二光传感单元的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第二像素信号，
上述影像信号处理部通过包括上述第一像素信号和上述第二像素信号之间的差分运算在内的处理，来输出与入射到上述多个单位要素中的每一个单位要素的光线中的上述第一波段的光线的量相关的信息。
2.根据权利要求1所述的图像拍摄装置，
上述多个单位要素中的每一个单位要素中所包括的透光性构件是被设置在上述拍摄面上的透明层的一部分。
3.根据权利要求1或2所述的图像拍摄装置，
上述透光性构件在上述交界面处与空气接触。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的图像拍摄装置，
上述第二光传感单元与上述第一光传感单元相邻。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的图像拍摄装置，
由上述第一反射镜反射的上述第一波段的光线在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被全反射。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的图像拍摄装置，
上述多个单位要素中、位于上述拍摄面的中心的单位要素所包括的上述第一反射镜的形状以及相对于上述第一光传感单元的相对位置中的至少一方面，与上述多个单位要素中、位于上述拍摄面的周边的单位要素所包括的上述第一反射镜的形状以及相对于上述第一光传感单元的相对位置中的至少一方面不同。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的图像拍摄装置，
上述第一波段相当于红外线的波段。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的图像拍摄装置，
上述多个单位要素中的每一个单位要素还具有：
第三光传感单元；
第四光传感单元；和
被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第四光传感单元而配置的第二反射镜，
上述第二反射镜反射入射到上述第二反射镜的光中所含有的第二波段的光线，并使入射到上述第二反射镜的光中所含有的第二波段以外的光线透过，
由上述第二反射镜反射的上述第二波段的光线，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到上述第三光传感单元，
透过上述第二反射镜的上述第二波段以外的光线入射到上述第四光传感单元，
上述第三光传感单元接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的上述第二波段的光线、和不经由上述第一反射镜及第二反射镜中的任何一个而入射到上述第三光传感单元的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第三像素信号，
上述第四光传感单元接受透过上述第二反射镜的上述第二波段以外的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第四像素信号，
上述影像信号处理部通过包括上述第三像素信号和上述第四像素信号之间的差分运算在内的处理，来输出与上述多个单位要素所接受到的光线中的至少上述第二波段的光线的量相关的信息。
9.根据权利要求8所述的图像拍摄装置，
上述第四光传感单元与上述第三光传感单元相邻。
10.根据权利要求9所述的图像拍摄装置，
与上述第一光传感单元相邻地配置上述第三光传感单元，
与上述第二光传感单元相邻地配置上述第四光传感单元。
11.根据权利要求8所述的图像拍摄装置，
按照一维形状来并列配置上述第一光传感单元、上述第二光传感单元、上述第三光传感单元、以及上述第四光传感单元。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的图像拍摄装置，
上述第一波段相当于红色的波段，上述第二波段相当于蓝色的波段。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的图像拍摄装置，
配置上述第一反射镜和上述第二反射镜，以使上述第一光传感单元、上述第二光传感单元、上述第三光传感单元、上述第四光传感单元全都至少接受绿色的波段的光线。
14.根据权利要求1至6中任一项所述的图像拍摄装置，
上述第二光传感单元具有第一光电转换部和第二光电转换部，
上述第一光电转换部生成与上述第一光电转换部所接受到的光线的量相对应的第三像素信号，
上述第二光电转换部生成与上述第二光电转换部所接受到的光线的量相对应的第四像素信号。
15.根据权利要求14所述的图像拍摄装置，
上述第一波段相当于红色的波段及蓝色的波段，
上述第一光电转换部接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的上述红色的波段及蓝色的波段的光线、和不经由上述第一反射镜而入射到上述第二光传感单元的光线中至少蓝色的波段的光线，并生成上述第三像素信号，
上述第二光电转换部接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的上述红色的波段及蓝色的波段的光线、和不经由上述反射镜而入射到上述第二光传感单元的光线中至少红色的波段的光线，并生成上述第四像素信号，
上述影像信号处理部通过包括使用上述第三像素信号和上述第四像素信号的差分运算在内的处理，来输出颜色信息。
16.根据权利要求15所述的图像拍摄装置，
上述第一光电转换部接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的上述红色的波段及蓝色的波段的光线、和不经由上述第一反射镜而入射到上述第二光传感单元的光线中、绿色的波段的光线的二分之一和蓝色的波段的光线，并输出上述第三像素信号，
上述第二光电转换部接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的红色及蓝色的波段的光线、和不经由上述反射镜而入射到上述第二光传感单元的光线中、绿色的波段的光线的二分之一和红色的波段的光线，并输出上述第四像素信号。
17.一种图像拍摄装置，包括：
拍摄元件；
在上述拍摄元件的拍摄面上形成像的光学系统；和
处理从上述拍摄元件输出的电信号的影像信号处理部，
上述拍摄元件包括排列在第一方向上的多个单位要素，
上述多个单位要素中的每一个单位要素都具有：
第一光传感单元；
第二光传感单元；
被设置在上述第一光传感单元及上述第二光传感单元的上部的透光性构件；
被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第一光传感单元而配置的第一反射镜；和
被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第二光传感单元而配置的第二反射镜，
沿着与上述第一方向平行的方向配置上述第一光传感单元及上述第二光传感单元，
上述第一反射镜反射入射到上述第一反射镜的光中所含有的第一波段的光线，并使入射到上述第一反射镜的光中所含有的第一波段以外的光线透过，
上述第二反射镜透过入射到上述第二反射镜的光中所含有的第二波段的光线，并使入射到上述第二反射镜的光中所含有的第二波段以外的光线反射，
由上述第一反射镜反射的上述第一波段的光线，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到上述第二光传感单元，
透过上述第一反射镜的上述第一波段以外的光线入射到上述第一光传感单元，
由上述第二反射镜反射的上述第二波段以外的光线，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到相邻的单位的上述第一光传感单元，
透过上述第二反射镜的上述第二波段的光线入射到上述第二光传感单元，
上述第一光传感单元接受透过上述第一反射镜的上述第一波段以外的光线、和由相邻的上述第二反射镜反射后在上述交界面处被反射的上述第二波段以外的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第一像素信号，
上述第二光传感单元接受透过上述第二反射镜的上述第二波段的光线、和由上述第一反射镜反射后在上述交界面处被反射的上述第一波段的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第二像素信号，
上述影像信号处理部通过包括上述第一像素信号和上述第二像素信号之间的差分运算在内的处理，来输出颜色信息。
18.根据权利要求17所述的图像拍摄装置，
上述多个单位要素中的每一个单位要素还具有：
第三光传感单元；
第四光传感单元；
被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第三光传感单元而配置的第三反射镜；和
被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第四光传感单元而配置的第四反射镜，
沿着与上述第一方向平行的方向配置上述第三光传感单元及上述第四光传感单元，
上述第三反射镜反射入射到上述第三反射镜的光中所含有的第三波段的光线，并使入射到上述第三反射镜的光中所含有的第三波段以外的光线透过，
上述第四反射镜透过入射到上述第四反射镜的光中所含有的第四波段的光线，并使入射到上述第四反射镜的光中所含有的第四波段以外的光线反射，
由上述第三反射镜反射的上述第三波段的光线，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到上述第四光传感单元，
透过上述第三反射镜的上述第三波段以外的光线入射到上述第三光传感单元，
由上述第四反射镜反射的上述第四波段以外的光线，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到相邻的单位要素的上述第三光传感单元，
透过上述第四反射镜的上述第四波段的光线入射到上述第四光传感单元，
上述第三光传感单元接受透过上述第三反射镜的上述第三波段以外的光线、和由相邻的上述第四反射镜以及上述交界面反射的上述第四波段以外的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第三像素信号，
上述第四光传感单元接受透过上述第四反射镜的上述第四波段的光线、和由上述第三反射镜以及上述交界面反射的上述第三波段的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第四像素信号，
上述影像信号处理部通过包括上述第三像素信号和上述第四像素信号之间的差分运算在内的处理，来输出与上述颜色信息不同的颜色信息。
19.一种图像拍摄装置，包括：
拍摄元件；
在上述拍摄元件的拍摄面上形成像的光学系统；和
处理从上述拍摄元件输出的电信号的影像信号处理部，
上述拍摄元件包括按照二维形状来排列的多个单位要素，
上述多个单位要素中的每一个单位要素都具有：
第一光传感单元；
第二光传感单元；
被设置在上述第一光传感单元及上述第二光传感单元的上部的透光性构件；和
被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第一光传感单元而配置的第一偏振光反射镜，
上述第一偏振光反射镜使入射到上述第一偏振光反射镜的光中第一偏振光成分透过，并反射与上述第一偏振光成分正交的第二偏振光成分，
透过上述第一偏振光反射镜的上述第一偏振光成分入射到上述第一光传感单元，
由上述第一偏振光反射镜反射的上述第二偏振光成分，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到上述第二光传感单元，
上述第一光传感单元接受透过上述第一偏振光反射镜的上述第一偏振光成分的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第一像素信号，
上述第二光传感单元接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的上述第二偏振光成分的光线、和不经由上述第一偏振光反射镜而入射到上述第二光传感单元的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第二像素信号，
上述影像信号处理部通过包括上述第一像素信号和上述第二像素信号之间的差分运算在内的处理，来输出偏振光信息。
20.根据权利要求19所述的图像拍摄装置，
上述多个单位要素中的每一个单位要素还具有：
第三光传感单元；
第四光传感单元；和
被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第四光传感单元而配置的第二偏振光反射镜，
上述第二偏振光反射镜使入射到上述第二偏振光反射镜的光中、相对于上述第一偏振光成分成45度角度的第三偏振光成分透过，并反射与上述第三偏振光成分正交的第四偏振光成分，
透过上述第二偏振光反射镜的上述第三偏振光成分入射到上述第四光传感单元，
由上述第二偏振光反射镜反射的上述第四偏振光成分，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到上述第三光传感单元，
上述第四光传感单元接受透过上述第二偏振光反射镜的上述第三偏振光成分的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第四像素信号，
上述第三光传感单元接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的上述第四偏振光成分的光线、和不经由上述第一偏振光反射镜及上述第二偏振光反射镜中的任何一个而入射到上述第三光传感单元的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第三像素信号，
上述影像信号处理部通过包括上述第三像素信号和上述第四像素信号之间的差分运算在内的处理，输出与上述偏振光信息不同的偏振光信息。
21.一种拍摄元件，包括按照二维形状来排列的多个单位要素，
上述多个单位要素中的每一个单位要素都具有：
第一光传感单元；
第二光传感单元；
被设置在上述第一光传感单元及上述第二光传感单元的上部的透光性构件；和
被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第一光传感单元而配置的第一反射镜，
上述第一反射镜反射入射到上述第一反射镜的光中所含有的第一波段的光线，并使入射到上述第一反射镜的光中所含有的第一波段以外的光线透过，
由上述第一反射镜反射的上述第一波段的光线，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到上述第二光传感单元，
透过上述第一反射镜的上述第一波段以外的光线入射到上述第一光传感单元，
上述第一光传感单元接受透过上述第一反射镜的上述第一波段以外的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第一像素信号，
上述第二光传感单元接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的上述第一波段的光线、和不经由上述第一反射镜而入射到上述第二光传感单元的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第二像素信号。
22.一种拍摄元件，包括排列在第一方向上的多个单位像素，
上述多个单位要素中的每一个单位要素都具有：
第一光传感单元；
第二光传感单元；
被设置在上述第一光传感单元及上述第二光传感单元的上部的透光性构件；
被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第一光传感单元而配置的第一反射镜；和
被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第二光传感单元而配置的第二反射镜，
沿着与上述第一方向平行的方向配置上述第一光传感单元及上述第二光传感单元，
上述第一反射镜反射入射到上述第一反射镜的光中所含有的第一波段的光线，并使入射到上述第一反射镜的光中所含有的第一波段以外的光线透过，
上述第二反射镜透过入射到上述第二反射镜的光中所含有的第二波段的光线，并使入射到上述第二反射镜的光中所含有的第二波段以外的光线反射，
由上述第一反射镜反射的上述第一波段的光线，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到上述第二光传感单元，
透过上述第一反射镜的上述第一波段以外的光线入射到上述第一光传感单元，
由上述第二反射镜反射的上述第二波段以外的光线，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到相邻的单位的上述第一光传感单元，
透过上述第二反射镜的上述第二波段的光线入射到上述第二光传感单元，
上述第一光传感单元接受透过上述第一反射镜的上述第一波段以外的光线、和由相邻的上述第二反射镜反射后在上述交界面处被反射的上述第二波段以外的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第一像素信号，
上述第二光传感单元接受透过上述第二反射镜的上述第二波段的光线、和由上述第一反射镜反射后在上述交界面处被反射的上述第一波段的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第二像素信号。
23.一种拍摄元件，包括按照二维形状来排列的多个单位要素，
上述多个单位要素中的每一个单位要素都具有：
第一光传感单元；
第二光传感单元；
被设置在上述第一光传感单元及上述第二光传感单元的上部的透光性构件；和
被设置在上述透光性构件的内部且对应上述第一光传感单元而配置的第一偏振光反射镜，
上述第一偏振光反射镜使入射到上述第一偏振光反射镜的光中第一偏振光成分透过，并反射与上述第一偏振光成分正交的第二偏振光成分，
透过上述第一偏振光反射镜的上述第一偏振光成分入射到上述第一光传感单元，
由上述第一偏振光反射镜反射的上述第二偏振光成分，在上述透光性构件和其它构件的交界面处被反射，之后入射到上述第二光传感单元，
上述第一光传感单元接受透过上述第一偏振光反射镜的上述第一偏振光成分的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第一像素信号，
上述第二光传感单元接受在上述透光性构件和上述其它构件的交界面处被反射的上述第二偏振光成分的光线、和不经由上述第一偏振光反射镜而入射到上述第二光传感单元的光线，并输出与接受到的光线的量相对应的第二像素信号。
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