CN110024129B - 摄像元件、其制造方法、金属薄膜滤光片和电子设备 - Google Patents

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Abstract

根据一些方面，本发明提供一种摄像元件，该摄像元件包括光电转换层，所述光电转换层被构造成接收光并响应于所接收的光产生电荷，还包括：第一滤光片区，其与摄像元件的第一像素对应，第一滤光片区具有第一厚度和在其中形成的多个贯通孔，其中，第一滤光片区以第一峰值透射波长透射入射到第一滤光片区上的光；以及第二滤光片区，其与摄像元件的第二像素对应，第二滤光片区具有大于第一厚度的第二厚度和在其中形成的多个贯通孔，其中，第二滤光片区以第二峰值透射波长透射入射到第二滤光片区上的光，第二峰值透射波长大于第一峰值透射波长。

Description

摄像元件、其制造方法、金属薄膜滤光片和电子设备
技术领域
根据本发明的实施例的技术(下文中，也称为本技术)涉及摄像元件、摄像元件的制造方法、金属薄膜滤光片和电子设备，特别地，涉及适用于检测窄波长带中的光的摄像元件、摄像元件的制造方法、金属薄膜滤光片和电子设备。
背景技术
在相关技术中，提出了一种摄像元件，该摄像元件通过使用等离子体滤光片来检测预定窄波长带(窄带)中的光(下文中，也称为窄带光)(例如，参考专利文献1)。
引用列表
专利文献
专利文献1
JP 2010-165718A
发明内容
技术问题
然而，在具有孔阵列结构的等离子体滤光片中，当在金属薄膜上形成的孔之间的间距(下文中，称为孔间距)变窄时，将被透射的光的波长带(透射带)向短波长侧移动，并且当孔间距变宽时，透射带向长波长侧移动。
另一方面，在孔间距变窄到一定程度的某个区域中，并且透射带是短波长时，等离子体滤光片的灵敏度降低。另外，当孔间距变宽并且透射带是长波长时，等离子体滤光片的光谱特性的峰值波长附近的宽度(下文中，称为峰值宽度)和半宽变宽。因此，担心窄带光的检测精度会降低。
本技术是在已经考虑到上述这种情况而做出的，并且本技术能够提高窄带光的检测精度。
解决问题的方案
根据本发明，提供一种摄像元件，该摄像元件包括：滤光片层，其被构造成根据光的波长选择性地过滤入射光；以及光电转换层，其被构造成接收由滤光片层过滤的光，并响应于所接收的光产生电荷，其中，滤光片层包括：第一滤光片区，其对应于摄像元件的第一像素，第一滤光片区具有第一厚度和在其中形成的多个贯通孔，其中，第一滤光片区以第一峰值透射波长透射入射在第一滤光片区上的光；以及第二滤光片区，其对应于摄像元件的第二像素，第二滤光片区具有大于第一厚度的第二厚度和在其中形成的多个贯通孔，其中，第二滤光片区以第二峰值透射波长透射入射在第二滤光片区上的光，第二峰值透射波长大于第一峰值透射波长。
此外，根据本发明，提供一种摄像元件，该摄像元件包括：滤光片层，其被构造成根据光的波长选择性地过滤入射光；以及光电转换层，其被构造成接收由滤光片层过滤的光，并响应于所接收的光产生电荷，其中，滤光片层包括：第一滤光片区，其对应于摄像元件的第一像素，第一滤光片区具有第一厚度和在其中形成的点阵列，其中，第一滤光片区以第一峰值吸收波长透射入射在第一滤光片区上的光；第二滤光片区，其对应于摄像元件的第二像素，第二滤光片区具有大于第一厚度的第二厚度和在其中形成的点阵列，其中，第二滤光片区以第二峰值吸收波长透射入射在第二滤光片区上的光，第二峰值吸收波长大于第一峰值吸收波长。
本发明的有利效果
根据本技术的第一方面、第四方面或第五方面，可以提高窄波长带中的光的检测精度。
根据本技术的第二方面或第三方面，可以形成金属薄膜滤光片，该金属薄膜滤光片的导体薄膜的膜厚度根据像素而不同。因此，可以提高窄波长带中的光的检测精度。
此外，上述效果并非限制性的，并且可以是本发明中说明的任何效果。
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光片的构造示例的图。
图5是示出前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光片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光片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和波导模式的曲线图。
图9是示出前等离子体的传播特性的示例的曲线图。
图10A和图10B是示出具有孔阵列结构的等离子体滤光片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光片的构造示例的图。
图12A和图12B是示出具有点阵列结构的等离子体滤光片的构造示例的图。
图13是示出具有点阵列结构的等离子体滤光片的光谱特性的示例的曲线图。
图14是示出使用GMR的等离子体滤光片的构造示例的图。
图15是示出使用GMR的等离子体滤光片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的发生闪光的情形的图。
图18是用于说明摄像装置的闪光减少方法的图。
图19是示出窄带滤光片和透射滤光片的光谱特性的第一示例的曲线图。
图20是示出窄带滤光片和透射滤光片的光谱特性的第二示例的曲线图。
图21是示出窄带滤光片和透射滤光片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是示出等离子体滤光片的间距和厚度与光谱特性之间的关系的第一示例的曲线图。
图24是示出等离子体滤光片的间距和厚度与光谱特性之间的关系的第二示例的曲线图。
图25是示出等离子体滤光片的间距和厚度与光谱特性之间的关系的第三示例的曲线图。
图26是示出等离子体滤光片的间距和厚度与光谱特性之间的关系的第四示例的曲线图。
图27是示意性示出等离子体滤光片的第一实施例的截面图，其中根据孔间距调节导体薄膜的膜厚度。
图28是用于示出图27的等离子体滤光片的制造方法的图。
图29是用于示出图27的等离子体滤光片的制造方法的图。
图30是示意性示出等离子体滤光片的第二实施例的截面图，其中根据孔间距调节导体薄膜的膜厚度。
图31是用于示出图30的等离子体滤光片的制造方法的图。
图32是用于示出图30的等离子体滤光片的制造方法的图。
图33A～图33C是示出能够应用本技术的层叠固体摄像装置的构造示例的概述的图。
图34是示出本技术的应用例的图。
图35是示出在检测食物的味道或新鲜度的情况下的检测带的示例的图。
图36是示出在检测水果的糖含量或含水量的情况下的检测带的示例的图。
图37是示出在对塑料进行分类的情况下的检测带的示例的图。
图38是示出内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。
图39是示出摄像头和CCU的功能构造的示例的框图。
图40是示出车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。
图41是描述车外信息检测单元和摄像单元的布置位置的示例的说明图。
具体实施方式
在下文中，将通过使用附图详细说明用于执行本发明的各方面(下文中，称为“实施例”)。此外，将按以下顺序说明各实施例。
1.第一实施例
2.第二实施例
3.变形例
4.应用例
<<1.第一实施例>>
首先，将参考图1～图22描述本技术的摄像装置的实施例。
<摄像装置的构造示例>
图1是示出作为应用本技术的一种电子设备的第一实施例的框图。
例如，图1的摄像装置10由数码相机构成，该数码相机能够对静止图像和运动图像进行摄像。另外，例如，摄像装置10由多光谱相机构成，该多光谱相机能够基于三原色或颜色匹配功能检测四个或更多个波长带(四个或更多个带域)的光(多光谱)，该四个或更多个波长带大于R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)或Y(黄色)、M(品红色)、C(青色)的现有技术的三个波长带(三个带域)。
摄像装置10包括光学系统11、摄像元件12、存储器13、信号处理单元14、输出单元15和控制单元16。
例如，光学系统11包括未示出的变焦透镜、聚焦透镜、光圈等，并且光学系统11使得来自外部的光入射到摄像元件12上。另外，根据需要，在光学系统11上设置各种滤光片，例如偏振滤光片等。
例如，摄像元件12由互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器构成。摄像元件12接收来自光学系统11的入射光，并进行光电转换，从而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。
信号处理单元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，诸如消除噪声和调节白平衡等处理)，从而将图像数据提供给输出单元15。
输出单元15输出来自信号处理单元14的图像数据。例如，输出单元15包括由液晶等构成的显示器(未示出)，并且显示与来自信号处理单元14的图像数据对应的光谱(图像)作为所谓的直通图像。例如，输出单元15包括用于驱动诸如半导体存储器、磁盘和光盘等记录介质的驱动器(未示出)，并且输出单元15将来自信号处理单元14的图像数据记录在记录介质中。例如，输出单元15用作用于执行与外部设备(未示出)的通信的通信接口，并且以无线方式或有线方式将来自信号处理单元14的图像数据发送到外部设备。
控制单元16根据用户的操作等控制摄像装置10的每个单元。
<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)33、数字模拟转换器(DAC)34、列模拟数字转换器(ADC)电路35、列扫描电路36和感测放大器37。
多个像素51以二维方式布置在像素阵列31中。
像素51包括：水平信号线H，其连接到行扫描电路32；光电二极管61，其设置在光电二极管61与连接到列ADC电路35的垂直信号线V交叉的每个点处，并执行光电转换；以及几种类型的晶体管，其用于读出累积的信号。也就是说，如图2的右侧放大所示，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作为读出其中信号的目标的情况下，选择晶体管65根据行扫描电路32通过水平信号线H接通，并且根据所选择的像素51的信号对放大晶体管64进行源极跟随器驱动，由此，该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被读出到垂直信号线V。另外，通过接通复位晶体管66来复位像素信号。
行扫描电路32顺序输出针对每行用于驱动像素阵列31的像素51的驱动(例如，传输、选择、复位等)信号。
PLL 33基于从外部提供的时钟信号产生并输出用于驱动摄像元件12的每个单元所需要的预定频率的时钟信号。
DAC 34产生并输出在电压从预定电压值以特定斜率下降之后返回到预定电压值的形状(大致为锯齿的形状)的斜坡信号。
列ADC电路35包括比较器71和计数器72，比较器71和计数器72的数量与像素阵列31的像素51的列数一样多，列ADC电路35通过相关双采样(CDS：correlated doublesampling)操作从像素51输出的像素信号提取信号电平，并且输出像素数据。也就是说，比较器71将从DAC34提供的斜坡信号与从像素51输出的像素信号(亮度值)进行比较，并且将获得的作为比较结果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，从而对像素信号进行A/D转换。
列扫描电路36以预定时序顺序地将输出像素数据的信号提供给列ADC电路35的计数器72。
感测放大器37将从列ADC电路35提供的像素数据进行放大，并且将该像素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的截面的构造示例。图3示出了摄像元件12的像素51-1至像素51-4的四个像素的截面。此外，在下文中，在不需要将像素51-1至像素51-4彼此区分的情况下，将像素简称为像素51。
在每个像素51中从上起依次层叠有片上微透镜101、层间膜102、窄带滤光片层103、层间膜104、光电转换元件层105和信号布线层106。也就是说，摄像元件12由背面照射型CMOS图像传感器形成，其中，光电转换元件层105设置在信号布线层106的光的入射侧。
片上微透镜101是用于将光会聚到每个像素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由诸如SiO2等介电体形成。如下所述，希望层间膜102和层间膜104的介电常数尽可能低。
在窄带滤光片层103中，窄带滤光片NB设置在每个像素51中，该窄带滤光片NB是透射预定的窄波长带(窄带)中窄带光的光学滤光片。例如，使用前等离子体(front plasmon)的等离子体滤光片用于窄带滤光片NB中，所述等离子体滤光片是一种使用由诸如铝等金属形成的薄膜的金属薄膜滤光片。另外，针对每个像素51设置窄带滤光片NB的透射带。窄带滤光片NB的透射带的类型(频带数)是任意的，例如，将频带数设为大于或等于4。
这里，基于三原色或颜色匹配功能，窄带例如是比红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)或黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)的相关技术的彩色滤光片的透射带窄的波长带。另外，在下文中，接收通过窄带滤光片NB透射的窄带光的像素将被称为多光谱像素或MS像素。
例如，光电转换元件层105包括图2的光电二极管61等，光电转换元件层105接收通过窄带滤光片层103(窄带滤光片NB)透射的光(窄带光)，并将所接收的光转换为电荷。另外，光电转换元件层105被构造成使得像素51通过元件分离层彼此电隔离。
在信号布线层106上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。
<等离子体滤光片>
接下来，将参考图4～图15说明能够用于窄带滤光片NB的等离子体滤光片。
图4示出了具有孔阵列结构的等离子体滤光片121A的构造示例。
等离子体滤光片121A由等离子体谐振器构成，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。
每个孔132A穿透导体薄膜131A，并用作波导。通常，波导的截止频率和截止波长是根据诸如边长或直径等形状而确定的，并且波导具有不允许频率小于或等于截止频率(波长小于或等于截止波长)的光传播的性质。孔132A的截止波长主要取决于开口直径D1，并且当开口直径D1减小时，截止波长变短。此外，将开口直径D1设定为小于透射光的波长的值。
另一方面，在光入射到导体薄膜131A(其中在小于或等于光的波长的短时期内周期性地形成孔132A)上的情况下，出现如下现象：波长大于孔132A的截止波长的光被透射。这种现象将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和层间膜102之间的边界上的前等离子体激发而发生的，层间膜102是导体薄膜131A的上层。
这里，将参考图5说明等离子体(前等离子体共振)的异常透射现象的发生条件。
图5是示出前等离子体的色散关系的曲线图。在曲线图中，横轴表示角波数矢量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之间的边界面上的前等离子体频率，并由下述公式(1)表示。
[数学公式1]
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，前等离子体频率ωsp增加。另外，当介电常数εd减小时，前等离子体频率ωsp增加。
线L1表示光(写入线)的色散关系，并且由下述公式(2)表示。
[数学公式2]
C表示光速。
线L2表示前等离子体的色散关系，并由下述公式(3)表示。
[数学公式3]
εm表示导体薄膜131A的介电常数。
在角波数矢量k小的范围内，由线L2表示的前等离子体的色散关系接近由线L1表示的写入线，当角波数矢量k增加时，由线L2表示的前等离子体的色散关系接近前等离子体频率ωsp。
然后，当下述公式(4)成立时，发生等离子体的异常透射现象。
[数学公式4]
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)
a0表示由导体薄膜131A的孔132A形成的孔阵列结构的晶格常数。
在公式(4)中，左端表示前等离子体的角波数矢量，并且右端表示孔阵列时段内的导体薄膜131A的角波数矢量。因此，当前等离子体的角波数矢量与孔阵列时段内的导体薄膜131A的角波数矢量相同时，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(等离子体滤光片121A的透射波长)。
此外，在公式(4)中，根据导体薄膜131A的介电常数εm和层间膜102的介电常数εd确定左端的前等离子体的角波数矢量。另一方面，根据光的入射角θ和导体薄膜131A的相邻孔132A之间的间距(孔间距)P1确定右端的孔阵列时段内的角波数矢量。因此，根据导体薄膜131A的介电常数εm、层间膜102的介电常数εd、光的入射角θ和孔间距P1确定等离子体的共振波长和共振频率。此外，在光的入射角为0°的情况下，根据导体薄膜131A的介电常数εm、层间膜102的介电常数εd和孔间距P1确定等离子体的共振波长和共振频率。
因此，等离子体滤光片121A的透射带(等离子体的共振波长)根据导体薄膜131A的材料和膜厚度、层间膜102的材料和膜厚度、孔阵列的图案周期(例如，孔132A的开口直径D1和孔间距P1)等而变化。特别地，在确定导体薄膜131A和层间膜102的材料和膜厚度的情况下，等离子体滤光片121A的透射带根据孔阵列的图案周期(特别是孔间距P1)而变化。也就是说，当孔间距P1变窄时，等离子体滤光片121A的透射带向短波长侧移动，并且当孔间距P1变宽时，等离子体滤光片121A的透射带向长波长侧移动。
图6是示出在孔间距P1改变的情况下等离子体滤光片121A的光谱特性的示例的曲线图。在曲线图中，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表示孔间距P1设为250nm的情况下的光谱特性，线L12表示孔间距P1设为325nm的情况下的光谱特性，并且线L13表示孔间距P1设为500nm的情况下的光谱特性。
在孔间距P1设为250nm的情况下，等离子体滤光片121A主要透射蓝色波长带的光。在孔间距P1设为325nm的情况下，等离子体滤光片121A主要透射绿色波长带的光。在孔间距P1设为500nm的情况下，等离子体滤光片121A主要透射红色波长带的光。然而，在孔间距P1设为500nm的情况下，等离子体滤光片121A根据下述波导模式透射红色的低波长带中的大量的光。
图7是示出在孔间距P1改变的情况下等离子体滤光片121A的光谱特性的另一示例的曲线图。在曲线图中，横轴表示波长(单位为nm)，纵轴表示灵敏度(单位是任意单位)。该示例示出了在通过将250nm至625nm按25nm分割来改变孔间距P1的情况下的16种类型的等离子体滤光片121A的光谱特性的示例。
此外，等离子体滤光片121A的透射率主要根据孔132A的开口直径D1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设定成使得开口率为孔间距P1的50％～60％。
另外，如上所述，等离子体滤光片121A的每个孔132A都可用作波导。因此，在光谱特性中，根据等离子体滤光片121A的孔阵列的图案，存在这样的情况：不仅通过前等离子体共振透射的波长成分(等离子体模式中的波长成分)增加，而且通过孔132A(波导)透射的波长成分(波导模式中的波长成分)也增加。
对于等离子体滤光片的给定孔间距P1，存在等离子体滤光片的期望厚度范围，以使滤光片对透射的那些波长的光透射率最大化。例如，等离子体滤光片的理想厚度范围可以在孔间距P1的尺寸的20％至80％之间，或者在孔间距的尺寸的30％至70％之间，或者在孔间距的尺寸的40％至60％之间。
例如，在等离子体滤光片由铝形成的情况下，对于350nm的孔间距，等离子体滤光片的理想厚度范围在100nm至300nm之间，其中优选厚度为200nm。对于具有550nm孔间距的铝等离子体滤光片，等离子体滤光片的理想厚度范围在200nm至400nm之间，其中优选厚度为300nm。
对于等离子体滤光片的给定峰值透射波长，存在等离子体滤光片的理想厚度范围，以使滤光片对透射的那些波长的光透射率最大化。例如，等离子体滤光片的理想厚度范围可以在峰值透射波长的10％至60％之间，或者在峰值透射波长的20％至50％之间，或者在峰值透射波长的30％至40％之间。
例如，在等离子体滤光片由铝形成的情况下，当需要的峰值透射波长为580nm时，等离子体滤光片的理想厚度范围在100nm至300nm之间，优选厚度为200nm。对于峰值透射波长为700nm的铝等离子体滤光片，等离子体滤光片的理想厚度范围在150nm至350nm之间，其中优选厚度为250nm。
图8示出了在孔间距P1设为500nm的情况下的等离子体滤光片121A的光谱特性，如同由图6的线L13表示的光谱特性。在该示例中，比630nm附近的截止波长长的波长侧是等离子体模式中的波长分量，并且比截止波长短的波长侧是波导模式中的波长分量。
如上所述，截止波长主要取决于孔132A的开口直径D1，并且当开口直径D1减小时，截止波长减小。然后，在等离子体模式中，当截止波长和峰值波长之间的差增大时，等离子体滤光片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的前等离子体频率ωsp增加。另外，当层间膜102的介电常数εd减小时，前等离子体频率ωsp增加。然后，当前等离子体频率ωsp增加时，可以将等离子体的共振频率设得较高，并且可以将等离子体滤光片121A的透射带(等离子体的共振波长)设定为较短的波长带。
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，可以将等离子体滤光片121A的透射带设定为较短的波长带。例如，优选铝、银、金等作为该金属。这里，在将透射带设定为红外光等的长波长带的情况下，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，可以将等离子体滤光片121A的透射带设定为较短的波长带。例如，优选SiO2、低k材料等作为该介电体。
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之间的界面上的前等离子体的传播特性的曲线图。在曲线图中，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表示界面方向的传播特性，线L22表示层间膜102的深度方向(垂直于界面的方向)的传播特性，并且线L23表示导体薄膜131A的深度方向(垂直于界面的方向)的传播特性。
前等离子体的深度方向上的传播距离ΛSPP(λ)由下述公式(6)表示。
[数学公式6]
kSPP表示由前等离子体传播的物质的吸收系数。εm(λ)表示导体薄膜131A相对于波长为λ的光的介电常数。εd(λ)表示层间膜102相对于波长为λ的光的介电常数。
因此，如图9所示，前等离子体相对于波长为400nm的光从层间膜102(由SiO2形成)的前表面沿深度方向传播大约100nm。因此，将层间膜102的厚度设定为大于或等于100nm，于是，防止了层间膜102和导体薄膜131A之间的界面上的前等离子体受到层叠在层间膜102的与导体薄膜131A相对的一侧的表面上的物质的影响。
另外，前等离子体相对于波长为400nm的光从导体薄膜131A(由铝形成)的前表面沿深度方向传播大约10nm。因此，将导体薄膜131A的厚度设定为大于或等于10nm，于是，防止了层间膜102和导体薄膜131A之间的界面上的前等离子体受到层间膜104的影响。
<等离子体滤光片的其他示例>
接下来，将参考图10A～图15说明等离子体滤光片的其他示例。
图10A的等离子体滤光片121B由等离子体谐振器构成，其中孔132B以正交矩阵的形状布置在导体薄膜131B中。在等离子体滤光片121B中，例如，根据相邻孔132B之间的间距P2改变透射带。
另外，在等离子体谐振器中，并不需要所有的孔都穿透导体薄膜，并且即使在一部分孔被构造为不穿透导体薄膜的非通孔的情况下，等离子体谐振器也可以用作滤光片。
例如，在图10B中，示出了由等离子体谐振器构成的等离子体滤光片121C的平面图和截面图(沿平面图的A-A'截取的截面图)，其中，由贯通孔形成的孔132C和由非贯通孔形成的孔132C'以蜂窝的形状布置在导体薄膜131C中。也就是说，由贯通孔形成的孔132C和由非贯通孔形成的孔132C'周期性地布置在等离子体滤光片121C中。
此外，单层的等离子体谐振器基本上用作等离子体滤光片，例如，等离子体滤光片可以由两层等离子体谐振器构成。
例如，图11中所示的等离子体滤光片121D由等离子体滤光片121D-1和等离子体滤光片121D-2两层构成。等离子体滤光片121D-1和等离子体滤光片121D-2具有以下结构，其中孔以蜂窝状布置，如同构成图4的等离子体滤光片121A的等离子体谐振器。
另外，优选地，等离子体滤光片121D-1和等离子体滤光片121D-2之间的间隔D2约为透射带的峰值波长的1/4。另外，考虑到设计的自由度，间隔D2优选小于或等于透射带的峰值波长的1/2。
此外，对于等离子体滤光片121D，在等离子体滤光片121D-1和等离子体滤光片121D-2中，孔以相同的图案布置，例如，在两层等离子体谐振器结构中，这些孔可以以彼此相似的图案布置。另外，在两层等离子体谐振器结构中，孔和点可以布置成如下图案，其中，孔阵列结构和点阵列结构(下面说明的)彼此相反。此外，等离子体滤光片121D具有两层结构，并且能够多层化为三层或更多层。
另外，在上面的说明中，虽然已经说明了使用具有孔阵列结构的等离子体谐振器的等离子体滤光片的构造示例，但是还可以采用具有点阵列结构的等离子体谐振器作为等离子体滤光片。
将参考图12A和图12B说明具有点阵列结构的等离子体滤光片。
图12A的等离子体滤光片121A'具有相对于图4的等离子体滤光片121A的等离子体谐振器正反反转的结构，即，图12A的等离子体滤光片121A'由如下等离子体谐振器构成，其中点133A呈蜂窝状布置在介电层134A中。各个点133A之间的空间填充有介电层134A。
等离子体滤光片121A'吸收预定波长带的光，因此被用作补色滤光片。被等离子体滤光片121A'吸收的光的波长带(以下称为吸收带)根据相邻点133A之间的间距(以下称为点间距)P3而变化。另外，根据点间距P3调整点133A的直径D3。
图12B的等离子体滤光片121B'具有相对于图10A的等离子体滤光片121B的等离子体谐振器正反反转的结构，即，图12B的等离子体滤光片121B'由以下等离子体谐振器结构构成，其中点133B以正交矩阵的形状布置在介电层134B中。各个点133B之间的空间填充有介电层134B。
等离子体滤光片121B'的吸收带根据相邻点133B之间的点间距P4等而变化。另外，根据点间距P4调整点133B的直径D3。
图13是示出在图12A的等离子体滤光片121A'的点间距P3改变的情况下的光谱特性的示例的曲线图。在曲线图中，横轴表示波长(单位为nm)，纵轴表示透射率。线L31表示将点间距P3设为300nm的情况下的光谱特性，线L32表示将点间距P3设为400nm的情况下的光谱特性，并且线L33表示将点间距P3设为500nm的情况下的光谱特性。
如图所示，当点间距P3变窄时，等离子体滤光片121A'的吸收带向短波长侧移动，并且当点间距P3变宽时，等离子体滤光片121A'的吸收带向长波长侧移动。
此外，在具有孔阵列结构和点阵列结构的等离子体滤光片中，可以仅通过在平面方向上调节孔或点之间的间距来调节透射带或吸收带。因此，例如，仅通过在光刻工艺中调节孔或点之间的间距，可以相对于每个像素单独设置透射带或吸收带，并且可以通过较少的工艺使滤光片变成多色的。
另外，等离子体滤光片的厚度约为100nm至500nm，这与有机材料的彩色滤光片的厚度大致相似，并且工艺亲和力非常好。
另外，也可以将使用图14所示的导模谐振(guided mode resonant，GMR)的等离子体滤光片151用于窄带滤光片NB。
从上开始，在等离子体滤光片151中依次层叠有导体层161、SiO2膜162、SiN膜163和SiO2基板164。例如，图3的窄带滤光片层103中包括导体层161，并且例如图3的层间膜104中包括SiO2膜162、SiN膜163和SiO2基板164。
例如，由铝形成的矩形导体薄膜161A布置在导体层161中，使得导体薄膜161A的长边以预定间距P5彼此相邻。然后，等离子体滤光片151的透射带根据间距P5等而改变。
图15是示出在间距P5改变的情况下的等离子体滤光片151的光谱特性的示例的曲线图。在曲线图中，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的示例：通过将280nm至480nm按40nm分割而使间距P5改变为六种类型的间距，并且将相邻导体薄膜161A之间的狭缝的宽度设置为间距P5的1/4。另外，具有透射带的最短峰值波长的波形表示在将间距P5设为280nm的情况下的光谱特性，并且峰值波长随着间距P5变宽而变长。也就是说，当间距P5变窄时，等离子体滤光片151的透射带向短波长侧移动，并且当间距P5变宽时，等离子体滤光片151的透射带向长波长侧移动。
如同上述具有孔阵列结构和点阵列结构的等离子体滤光片，使用GMR的等离子体滤光片151相对于有机材料的彩色滤光片具有优异的亲和性。
<摄像元件的第二实施例>
接下来，将参考图16～图21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。此外，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，在片上微透镜101和层间膜102之间层叠有彩色滤光片层107。
在摄像元件12B的窄带滤光片层103中，窄带滤光片NB设置在一部分像素51中，而不设置在所有的像素51中。窄带滤光片NB的透射带的类型(波段数)是任意的，例如，将波段数设为大于或等于1。
在彩色滤光片层107中，在每个像素51中都设置彩色滤光片。例如，在没有设置窄带滤光片NB的像素51中，设置一般的红色滤光片R、一般的绿色滤光片G和一般的蓝色滤光片B(未示出)中的任一者。因此，例如，设置有红色滤光片R的R像素、设置有绿色滤光片G的G像素、设置有蓝色滤光片B的B像素、以及设置有窄带滤光片NB的MS像素布置在像素阵列31中。
另外，在设置有窄带滤光片NB的像素51中，在彩色滤光片层107上设置透射滤光片P。如下所述，透射滤光片P由光学滤光片(低通滤光片、高通滤光片或带通滤光片)构成，该光学滤光片用于透射包括同一像素51的窄带滤光片NB的透射带的波长带中的光。
此外，设置在彩色滤光片层107上的彩色滤光片可以是有机材料和无机材料的彩色滤光片。
有机材料的彩色滤光片的示例包括：合成树脂或天然蛋白质的染色和着色彩色滤光片、以及含有使用颜料染料或着色剂染料的染料的彩色滤光片。
无机材料的彩色滤光片的示例包括诸如TiO2、ZnS、SiN、MgF2、SiO2和低k材料等材料。另外，例如，使用诸如气相沉积、溅射和化学气相沉积(CVD)膜形成等方法形成无机材料的彩色滤光片。
另外，如上参考图9所述，层间膜102的膜厚度被设为能够防止彩色滤光片层107对位于层间膜102和窄带滤光片层103之间的界面上的前等离子体的影响。
这里，通过设置在彩色滤光片层107上的透射滤光片P抑制闪光的发生。这将参考图17和图18进行说明。
图17示意性示出了使用图2的摄像元件12A的摄像装置10的闪光发生的情形，其中在摄像元件12A中没有设置彩色滤光片层107。
在该示例中，摄像元件12A设置在半导体芯片203上。具体地，半导体芯片203安装在基板213上，并且被密封玻璃211和树脂212包围。然后，透射通过设置在图1的光学系统11中的透镜201、IR截止滤光片202和密封玻璃211的光入射到摄像元件12A上。
这里，在摄像元件12A的窄带滤光片层103的窄带滤光片NB由等离子体滤光片形成的情况下，在等离子体滤光片中形成有由金属形成的导体薄膜。该导体薄膜具有高的反射率，因此，容易反射除了透射带之外的波长的光。然后，例如，如图17所示，在导体薄膜上反射的光的一部分在密封玻璃211、IR截止滤光片202或透镜201上反射，并再次入射到摄像元件12A上。由于再次入射的光而发生闪光。特别地，使用孔阵列结构的等离子体滤光片具有低的开口率，因此，容易发生闪光。
为了防止反射光，例如，考虑使用由金属或具有高介电常数(与导体薄膜不同)的材料形成的抗反射膜。然而，在等离子体滤光片使用前等离子体共振，并且这种抗反射膜与导体薄膜的前表面接触的情况下，等离子体滤光片的特性可能降低，并且不能获得所期望的特性。
另一方面，图18示意性示出了使用图16的摄像元件12B的摄像装置10的闪光发生的情形，其中在摄像元件12B中设置有彩色滤光片层107。此外，在图中，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代替摄像元件12A。
如上所述，在摄像元件12B中，透射滤光片P设置在窄带滤光片NB的上侧(光的入射侧)。因此，入射到摄像元件12B上的光通过透射滤光片P入射到窄带滤光片NB(其中，预定波长带被截止)上，因此，抑制了相对于窄带滤光片NB的入射光的光量。于是，窄带滤光片NB(等离子体滤光片)的导体薄膜上的反射光的光量也减少，因此，闪光减少。
图19～图21示出了窄带滤光片NB的光谱特性和设置在窄带滤光片NB的上侧的透射滤光片P的光谱特性的示例。此外，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)。
在图19中，线L41表示窄带滤光片NB的光谱特性。窄带滤光片NB的光谱特性的峰值波长大约在430nm附近。线L42表示低通型透射滤光片P的光谱特性。线L43表示高通型透射滤光片P的光谱特性。线L44表示带通型透射滤光片P的光谱特性。在包括窄带滤光片NB的光谱特性的峰值波长的预定波长带中，所有透射滤光片P的灵敏度都大于窄带滤光片NB的灵敏度。因此，通过使用任意的透射滤光片P，可以减少入射到窄带滤光片NB上的入射光的光量，而基本上不会使窄带滤光片NB的透射带中的光衰减。
在图20中，线L51表示窄带滤光片NB的光谱特性。窄带滤光片NB的光谱特性的峰值波长大约在530nm附近。线L52表示低通型透射滤光片P的光谱特性。线L53表示高通型透射滤光片P的光谱特性。线L54表示带通型透射滤光片P的光谱特性。在包括窄带滤光片NB的光谱特性的峰值波长的预定波长带中，所有透射滤光片P的灵敏度都大于窄带滤光片NB的灵敏度。因此，通过使用任意的透射滤光片P，可以减少入射到窄带滤光片NB上的入射光的光量，而基本上不会使窄带滤光片NB的透射带中的光衰减。
在图21中，线L61表示窄带滤光片NB的光谱特性。在等离子体模式中，窄带滤光片NB的光谱特性的峰值波长大约在670nm附近。线L62表示低通型透射滤光片P的光谱特性。线L63表示高通型透射滤光片P的光谱特性。线L64表示带通型透射滤光片P的光谱特性。在包括大于或等于630nm的等离子体模式中的峰值波长的预定波长带中，所有透射滤光片的灵敏度都大于窄带滤光片NB的灵敏度，630nm是窄带滤光片NB的光谱特性的截止波长。因此，通过使用任意的透射滤光片P，可以减少入射到窄带滤光片NB上的入射光的光量，而基本上不会使等离子体模式中的窄带滤光片NB的透射带中的光衰减。这里，期望使用高通型透射滤光片P或带通型透射滤光片P作为窄带滤光片的特性，这是因为在波导模式下窄带滤光片NB的波长带中的光可以被截止。
此外，在红色滤光片R、绿色滤光片G、或蓝色滤光片B的透射带包括下层的窄带滤光片NB的透射带的情况下，这种滤光片可以用于透射滤光片P。
另外，在图16的示例中，说明了以下示例：仅在一部分像素51中设置窄带滤光片NB，并且窄带滤光片NB能够设置在所有像素51中。在这种情况下，在每个像素51中，可以在彩色滤光片层107上设置透射带包括像素51的窄带滤光片NB的透射带的透射滤光片P。
此外，彩色滤光片层107中的彩色滤光片的颜色组合不限于上述示例，并且可以任意改变。
另外，在不需要针对上述闪光的对策的情况下，例如，可以在窄带滤光片NB的上层设置透射滤光片P，或者可以设置透射所有波长的光的伪滤光片。
<摄像元件的第三实施例>
接下来，将参考图22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。此外，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，设置了滤光片层108代替窄带滤光片层103。另外，摄像元件12C与图16的摄像元件12B的不同之处在于，窄带滤光片NB和彩色滤光片(例如，红色滤光片R、绿色滤光片G和蓝色滤光片B)设置在同一滤光片层108中。
因此，在R像素、G像素、B像素和MS像素布置在摄像元件12C的像素阵列31中的情况下，可以省略彩色滤光片层107。
此外，在使用有机材料的彩色滤光片的情况下，为了防止由于热引起的彩色滤光片的损坏等，例如，首先形成窄带滤光片NB，并且在高温下进行最后的热处理(例如烧结处理等)，然后，形成彩色滤光片。另一方面，在使用无机材料的彩色滤光片的情况下，基本上，不需要限制上述形成顺序。
另外，在如图16的摄像元件12B中那样执行针对闪光的对策的情况下，如同摄像元件12B，可以在片上微透镜101和层间膜102之间层叠彩色滤光片层。在这种情况下，在滤光片层108中布置有窄带滤光片NB的像素51中，在彩色滤光片层上设置上述透射滤光片P。另一方面，在滤光片层108中布置有彩色滤光片的像素51中，可以在彩色滤光片层上设置滤光片，或者可以设置透射所有波长的光的伪滤光片，或者可以设置与滤光片层108的颜色相同的彩色滤光片。
<<2.第二实施例>>
接下来，将参考图23～图32说明本技术的第二实施例。
<等离子体滤光片的间距和厚度与光谱特性之间的关系>
图23～图26是示出等离子体滤光片的间距和厚度与光谱特性之间的关系的曲线图。
图23～图26中的每个曲线图示出了在铝用于导体薄膜并且SiO2用于层间膜的情况下的等离子体滤光片的光谱特性的示例。在每个曲线图中，横轴表示波长(单位为nm)，纵轴表示灵敏度(单位为任意单位)。另外，图23～图26分别示出了在将孔间距设为250nm、350nm、450nm和550nm的情况下的光谱特性。另外，在每个曲线图中，实线的波形表示在将导体薄膜的膜厚度设为100nm的情况下的光谱特性，虚线的波形表示在将导体薄膜的膜厚度设为150nm的情况下的光谱特性，单点划线的波形表示在将导体薄膜的膜厚度设为200nm的情况下的光谱特性，以及双点划线的波形表示在将导体薄膜的膜厚度设为250nm的情况下的光谱特性。
如每个曲线图所示，基本上，当孔间距变窄，并且透射带是短波长时，透射带的峰宽和半宽变窄，但是灵敏度(峰值)减小。相反，基本上，当孔间距变宽，并且透射带是长波长时，灵敏度(峰值)增加，但是透射带的峰宽和半宽变宽。此外，在孔间距大于或等于350nm的情况下，根据孔间距的灵敏度变化减小。
因此，例如，在等离子体滤光片的透射带是短波长的情况下，存在SN比根据灵敏度的降低而降低的担忧。另外，例如，在等离子体滤光片的透射带是长波长的情况下，透射带的峰宽和半宽变宽，因此，担心会发生混色。于是，担心窄带光的检测精度降低。
另一方面，如每个曲线图所示，基本上，当等离子体滤光片的导体薄膜变薄时，透射带的峰宽和半宽变宽，但是灵敏度(峰值)增大。相反，基本上，当等离子体滤光片的导体薄膜变厚时，灵敏度(峰值)减小，但是透射带的峰宽和半宽变窄。
因此，期望的是，基于光谱特性，根据等离子体滤光片的孔间距(透射带)来调节导体薄膜的膜厚度。基本上，期望的是，即使透射带的峰宽和半宽稍微变宽，导体薄膜也变薄，并且当等离子体滤光片的孔间距变窄时，灵敏度增加，并且透射带是短波长。另一方面，期望的是，即使灵敏度稍微降低，导体薄膜也变厚，并且当等离子体滤光片的孔间距变宽时，透射带的峰宽和半宽变窄，并且透射带是长波长。
此外，从图23的光谱特性的峰值和波形可知，在孔间距为250nm的情况下，期望将导体薄膜的膜厚度设为150nm。从图24的光谱特性的峰值和波形可知，在孔间距为350nm的情况下，期望将导体薄膜的膜厚度设为200nm。从图25的光谱特性的峰值和波形可知，在孔间距为450nm的情况下，期望将导体薄膜的膜厚度设为250nm。从图26的光谱特性的峰值和波形可知，在孔间距为550nm的情况下，期望将导体薄膜的膜厚度设为250nm。
<等离子体滤光片的第一实施例>
接下来，将参考图27～图29说明等离子体滤光片的第一实施例，其中，根据孔间距(透射带)调节导体薄膜的膜厚度。
图27是示意性示出图3的摄像元件12A或图16的摄像元件12B的层间膜102、窄带滤光片层103和层间膜104的构造示例的一部分的截面图。
构成等离子体滤光片的导体薄膜301形成在窄带滤光片层103上。例如，导体薄膜301由铝形成。另外，例如，层间膜102和层间膜104由SiO2形成。
另外，像素51-1中的导体薄膜301的相邻孔302A之间的间距P11比像素51-2中的导体薄膜301的相邻孔302B之间的间距P12宽。因此，像素51-1中的等离子体滤光片的透射带中的波长比像素51-2中的等离子体滤光片的透射带中的波长长。
另一方面，像素51-1中的导体薄膜301的膜厚度比像素51-2中的导体薄膜301的膜厚度厚。例如，将像素51-1中的导体薄膜301的膜厚度设为250nm，并且将像素51-2中的导体薄膜301的膜厚度设为100nm。因此，可以使相对于像素51-1(其中透射带在长波长侧)的等离子体滤光片的透射带的峰宽和半宽变窄。另一方面，可以增加相对于像素51-2(其中透射带在短波长侧)的等离子体滤光片的灵敏度。
接下来，将参考图28和图29说明图27的等离子体滤光片的制造方法的示例。此外，在每个步骤中示出的垂直方向上的虚线表示像素51-1和像素51-2之间的边界(以下称为像素边界)。
在步骤1中，例如，在氧化膜321上形成由铝形成并构成导体薄膜301的金属膜322，该氧化膜321例如由SiO2形成并构成层间膜104。例如，将金属膜322的膜厚度设为150nm。
在步骤2中，在像素51-1中的金属膜322上涂覆抗蚀剂323。此时，在像素边界和抗蚀剂323之间设置有间隙。例如，该间隙的宽度被设为小于或等于将在步骤5中形成的金属膜322的膜厚度。例如，在将要在步骤5中形成的金属膜322的膜厚度为100nm的情况下，当覆盖率为100％时，间隙的宽度被设为100nm，并且当覆盖率为50％时，间隙的宽度被设为50nm。
在步骤3中，通过干式蚀刻去除涂覆抗蚀剂323的部分以外的部分中的金属膜322。此时，由于像素边界和抗蚀剂323之间的间隙，在像素边界和金属膜322之间也产生间隙。
在步骤4中，剥离抗蚀剂323。
在步骤5中，进一步在氧化膜321和金属膜322上形成金属膜322。此时，将要形成的金属膜322的膜厚度例如设为100nm。因此，像素51-1中的金属膜322的膜厚度为250nm，并且像素51-2中的金属膜322的膜厚度为100nm。另外，此时，在步骤3中产生的像素边界和金属膜322之间的间隙填充有金属膜322。
在步骤6中，通过蚀刻在金属膜322上形成孔302A和孔302B。因此，形成了图27的导体薄膜301。此外，在难以一次处理具有不同深度的孔的情况下，可以通过多次处理来处理浅孔和深孔。
之后，即使图中未示出，但还形成了由SiO2构成的氧化膜，孔302A和孔302B填充有氧化膜，并且形成层间膜102。
<等离子体滤光片的第二实施例>
接下来，将参考图30～图32说明等离子体滤光片的第二实施例，其中根据孔间距(透射带)调节导体薄膜的膜厚度。
图30是示意性示出图3的摄像元件12A或图16的摄像元件12B的层间膜102、窄带滤光片层103和层间膜104的构造示例的一部分的截面图。
图30的示例与图27的示例相比，图30的示例与图27的示例的不同之处在于，在窄带滤光片层103中形成导体薄膜351代替导体薄膜301。
导体薄膜351的孔352A和孔352B的直径和孔间距分别与图27的导体薄膜301的孔302A和孔302B的直径和孔间距相同。另外，像素51-1中的导体薄膜351的膜厚度和像素51-2中的导体薄膜351的膜厚度分别与图27的像素51-1中的导体薄膜301的膜厚度和像素51-2中的导体薄膜301的膜厚度相同。然而，在深度方向上，导体薄膜351在像素51-2中的位置与图27的导体薄膜301在像素51-2中的位置不同。这是由于等离子体滤光片的制造步骤的变化而发生的。
根据一些实施例，可以基于孔352A的孔间距和孔352B的孔间距来选择像素51-1和像素51-2之间的厚度差。例如，像素51-1和像素51-2中的等离子体滤光片的厚度差可以计算为等于((孔352A的孔间距)-(孔352B的孔间距))÷2。
根据一些实施例，可以基于通过像素51-1的峰值透射波长和通过像素51-2的峰值透射波长来选择像素51-1和像素51-2之间的厚度差。例如，像素51-1和像素51-2中的等离子体滤光片的厚度之差可以计算为((通过像素51-1的峰值透射波长)-(通过像素51-2的峰值透射波长))÷2。
接下来，将参考图31和图32说明图30的等离子体滤光片的制造方法的示例。
在步骤1中，在氧化膜371上涂覆抗蚀剂372，该氧化膜371例如由SiO2形成并构成层间膜104。抗蚀剂372覆盖像素51-1中的氧化膜371的整个前表面，并覆盖与像素51-2中的氧化膜371的前表面上的孔352B对应的部分。
在步骤2中，通过干式蚀刻在像素51-2中形成氧化膜371的导体薄膜351的部分(除了与孔352B对应的部分之外的部分)上形成凹槽。例如，凹槽的深度设为100nm。
在步骤3中，剥离抗蚀剂372。
在步骤4中，在氧化膜371上涂覆抗蚀剂373。抗蚀剂373覆盖像素51-2中的氧化膜371的整个前表面，并且覆盖与像素51-1中的氧化膜371的前表面上的孔352A对应的部分。
在步骤5中，通过干式蚀刻在像素51-1的形成氧化膜371的导体薄膜351的部分(除了与孔352A对应的部分之外的部分)上形成凹槽。例如，凹槽的深度设为250nm。
在步骤6中，剥离抗蚀剂373。
在步骤7中，在氧化膜371的前表面上形成金属膜374。因此，像素51-1和像素51-2中的氧化膜371的凹槽填充有金属膜374。
在步骤8中，通过化学机械抛光(CMP：chemical mechanical polishing)研磨金属膜374，直到氧化膜371的前表面暴露出来。也就是说，氧化膜371的前表面之外的金属膜374被去除。因此，形成了由金属膜374形成的导体薄膜351(图30)。
之后，即使图中未示出，但也形成了由SiO2构成的氧化膜，并且形成层间膜102。
此外，像素51-1和像素51-2中的氧化膜371的凹槽的形成过程可以颠倒。
另外，在上面的说明中，已经将在图3的摄像元件12A或图16的摄像元件12B的窄带滤光片层103中形成等离子体滤光片的情况作为示例进行说明，并且类似地，在图22的摄像元件12C的滤光片层108中形成等离子体滤光片的情况下，可以根据孔间距(透射带)来改变导体薄膜的膜厚度。
<<3.变形例>>
在下文中，将说明上述本技术的实施例的变形例。
例如，根据孔间距(透射带)，可以将导体薄膜的膜厚度的类型数设为大于或等于3。
另外，在具有点阵列结构的等离子体滤光片中，可以根据点间距(吸收带)来改变导体薄膜(点)的膜厚度。
具体地，如图13所示，当点间距变窄并且吸收带向短波长移动时，吸收带的峰宽和半宽基本上变窄，但是吸收率(吸收带的负峰值)降低。相反，当点间距变宽并且吸收带向长波长移动时，吸收率(吸收带的负峰值)基本上升高，但是吸收带的峰宽和半宽变宽。
另外，当构成点的导体薄膜变薄时，吸收率基本上降低，但是吸收带的峰宽和半宽变窄。相反，当构成点的导体薄膜变厚时，吸收带的峰宽和半宽基本上变宽，但是吸收率提高。
因此，例如，期望的是，当等离子体滤光片的点间距变窄并且吸收带向短波长移动时，导体薄膜变厚并且吸收率增加，即使吸收带的峰宽和半宽稍微变宽。相反，期望的是，当等离子体滤光片的点间距变宽并且吸收带向长波长移动时，导体薄膜变薄并且透射带的峰宽和半宽变窄，即使吸收率稍微降低。
此外，例如，在相同的透射带(相同的孔间距)或相同的吸收带(相同的点间距)的等离子体滤光片中，可以针对每个像素改变导体薄膜的膜厚度。因此，可以提供透射带或吸收带彼此相同，而灵敏度或吸收率彼此不同的像素。因此，例如，可以提高一部分像素中窄带光的检测精度。
另外，本技术并不是仅限于上述背面照射型CMOS图像传感器，还可以应用于使用等离子体滤光片的其他摄像元件。例如，本技术可以应用于表面照射型CMOS图像传感器、电荷耦合器件(CCD：charge coupled device)图像传感器、具有光电导体结构(其中嵌入有机光电转换膜、量子点结构等)的图像传感器等。
另外，例如本技术可以应用于图33A～图33C所示的层叠的固体摄像装置。
图33A示出了非层叠的固体摄像装置的示意性构造示例。如图33A所示，固体摄像装置1010包括一个晶片(半导体基板)1011。像素以阵列形状布置的像素区域1012、执行除了像素的驱动之外的各种控制的控制电路1013、以及用于信号处理的逻辑电路1014安装在晶片1011上。
图33B和图33C示出了层叠的固体摄像装置的示意性构造示例。如图33B和图33C所示，传感器晶片1021和逻辑晶片1022两个晶片层叠在固体摄像装置1020上，并且彼此电连接，并且传感器晶片1021和逻辑晶片1022被构造为一个半导体芯片。
在图33B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33C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，本技术可以应用于等离子体滤光片之外的使用金属薄膜的金属薄膜滤光片，并且本技术应用于使用半导体材料的光子晶体可看作是应用例。
<<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34所示，本技术能够应用于感测诸如可见光、红外线、紫外线和X射线等光的各种情况。
拍摄欣赏用的图像的设备，例如数码相机或具有相机功能的便携式设备等。
用于交通的设备，例如，为了诸如自动停车、驾驶员的状态识别等安全操作而用于拍摄汽车的前侧、后侧、周围、内部等的车载传感器、用于监视行驶的车辆或道路的监视相机、以及用于测量车辆之间的距离等的距离测量传感器。
用于家用电器的设备，例如TV、冰箱和空调等，以便拍摄使用者的手势，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和用于个人身份认证的相机等。
用于美容护理的设备，例如，用于拍摄皮肤的皮肤测量仪器和拍摄头皮的显微镜等。
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，用于监视种植或农作物的状态的相机等。
以下，将说明更详细的应用例。
例如，调整图1的摄像装置10的每个像素51的窄带滤光片NB的透射带，因此，能够调整摄像装置10的每个像素51检测到的光的波长带(以下称为检测带)。然后，适当地设置每个像素51的检测带，因此，能够将摄像装置10用于各种应用。
例如，图35示出了在检测食物的味道或新鲜度的情况下的检测带的示例。
例如，在检测表示金枪鱼、牛肉等的味道成分的肌红蛋白的情况下，检测带的峰值波长在580nm～630nm的范围内，并且半宽在30nm～50nm的范围内。在检测表示金枪鱼、牛肉等的新鲜度的油酸的情况下，检测带的峰值波长为980nm，并且半宽在50nm～100nm的范围内。在检测表示诸如芸苔属植物(brassica rapa)等叶菜的新鲜度的叶绿素的情况下，检测带的峰值波长在650nm～700nm的范围内，并且半宽在50nm～100nm的范围内。
图36示出了在检测水果的糖含量或水分的情况下的检测带的示例。
例如，在检测表示Raiden(一种甜瓜品种)的糖含量的果肉光路长度的情况下，检测带的峰值波长为880nm，并且半宽在20nm～30nm的范围内。在检测表示Raiden的糖含量的蔗糖的情况下，检测带的峰值波长为910nm，并且半宽在40nm～50nm的范围内。在检测表示Raiden Red(另一甜瓜品种)的糖含量的蔗糖的情况下，检测带的峰值波长为915nm，并且半宽在40nm～50nm的范围内。在检测表示Raiden Red的糖含量的水分的情况下，检测带的峰值波长为955nm，并且半宽在20nm～30nm的范围内。
在检测表示苹果的糖含量的蔗糖的情况下，检测带的峰值波长为912nm，并且半宽在40nm～50nm的范围内。在检测表示柑橘的水分的水的情况下，检测带的峰值波长为844nm，并且半宽为30nm。在检测表示柑橘的糖含量的蔗糖的情况下，检测带的峰值波长为914nm，并且半宽在40nm～50nm的范围内。
图37示出了在对塑料进行分类的情况下的检测带的示例。
例如，在检测聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的情况下，检测带的峰值波长为1669nm，并且半宽在30nm～50nm的范围内。在检测聚苯乙烯(PS)的情况下，检测带的峰值波长为1688nm，并且半宽在30nm～50nm的范围内。在检测聚乙烯(PE)的情况下，检测带的峰值波长为1735nm，并且半宽在30nm～50nm的范围内。在检测聚氯乙烯(PVC)的情况下，检测带的峰值波长在1716nm～1726nm的范围内，并且半宽在30nm～50nm的范围内。在检测聚丙烯(PP)的情况下，检测带的峰值波长在1716nm～1735nm的范围内，并且半宽在30nm～50nm的范围内。
另外，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物中的异物。例如，本技术能够应用于检测异物，例如混入诸如杏仁等坚果、蓝莓、核桃或水果中的壳、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(源自人皮肤的血红蛋白)和960nm波长附近的光谱形状(源自人皮肤中含有的黑色素染料)中的任一者或两者来检测人体。
此外，例如，本技术能够应用于用户界面和标志的生物检测(生物认证)、制造预防、监控等。
<内窥镜手术系统的应用例>
另外，例如，根据本发明的实施例的技术(本技术)可以应用于内窥镜手术系统。
图38是示出应用根据本发明的实施例的技术(本技术)的内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。
图38示出了手术人员(医生)11113使用内窥镜手术系统11000对病床11133上的患者11132进行手术的状态。如图所示，内窥镜手术系统11000由内窥镜(endoscope)11100、诸如气腹管(pneumoperitoneum tube)11111或能量处置工具11112等其他手术器械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构成。
内窥镜11100由镜筒11101和摄像头11102构成，从镜筒11101的末端起的预定长度的区域被插入患者11132的体腔中，摄像头11102连接到镜筒11101的底端。在所示的示例中，示出了构造为包括刚性镜筒11101的所谓刚性镜的内窥镜11100，并且内窥镜11100可以被构造为包括柔性镜筒的所谓柔性镜。
在镜筒11101的末端上设置有嵌有物镜的开口部分。光源装置11203连接到内窥镜11100，并且由光源装置11203产生的光通过在镜筒11101中延伸的光导被引导到该镜筒的末端，并且该光通过上述物镜照射到患者11132体腔中的观察对象。此外，内窥镜11100可以是直视镜(direct view mirror)，或者可以是透视镜(perspective view mirror)或侧视镜(side view mirror)。
在摄像头11102上设置有光学系统和摄像元件，并且来自观察对象的反射光(观察光)被该光学系统聚集在该摄像元件上。观察光经过摄像元件进行光电转换，并因此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，并且整体地控制内窥镜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。
根据CCU 11201的控制，显示装置11202显示基于图像信号(已经由CCU 11201执行了图像处理)的图像。
例如，光源装置11203由诸如发光二极管(LED：light emitting diode)等光源构成，并在拍摄手术部位等时将照射光提供给内窥镜11100。
输入装置11204是内窥镜手术系统11000的输入接口。用户可以通过输入装置11204执行内窥镜手术系统11000的各种信息输入或指令输入。例如，用户输入用于改变内窥镜11100的摄像条件(照射光的类型、倍率、焦距等)的指令等。
处置工具控制装置11205控制能量处置工具11112的驱动，例如组织的烧灼、血管的切割或封止等。气腹装置11206通过气腹管11111将气体送入体腔中，从而使患者11132的体腔膨胀，以便确保内窥镜11100的视野和手术人员的操作空间。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是能够打印诸如文本、图像或图表等各种格式的与手术有关的各种信息的装置。
此外，例如，在拍摄手术部位时向内窥镜11100提供照射光的光源装置11203可以由白光源构成，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，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，在光源装置11203中能够调整所拍摄的图像的白平衡。另外，在这种情况下，RGB激光光源利用各自的激光光线以时分方式照射观察对象，并且与照射时序同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动，因此，还可以以时分的方式拍摄对应于RGB中各者的图像。根据上述方法，即使在摄像元件中没有设置彩色滤光片的情况下，也可以获得彩色图像。
另外，可以控制光源装置11203的驱动，使得针对各预定时间改变要输出的光强度。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，以时分的方式获取图像，并且合成图像，因此，可以产生高动态范围的图像，而没有所谓的黑色缺陷(blackdefect)和过度曝光(overexposure)。
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的光。在特殊光观察中，例如，与普通观察时的照射光(换句话说，白光)相比，通过利用人体组织中的光吸收的波长依赖性来发射窄带光，从而执行所谓的窄带光观察(窄带摄像)，该窄带光观察以高对比度拍摄黏膜表层上的血管等的预定组织。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，利用激发光照射人体组织，从而能够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)等试剂局部注射到人体组织中，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，从而能够获得荧光图像。光源装置11203可被构造成能够提供与这种特殊光观察对应的窄带光和/或激发光。
图39是示出图38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、图像处理单元11412和控制单元11413。摄像头11102和CCU11201通过传输线缆11400彼此可通信地连接。
透镜单元11401是设置在镜筒11101的连接部分中的光学系统。从镜筒11101的末端所获取的观察光被引导到摄像头11102，并入射到透镜单元11401上。透镜单元11401由多个透镜(包括变焦透镜和聚焦透镜)的组合构成。
构成摄像单元11402的摄像元件可以是一个摄像元件(所谓的单板型摄像元件)，或者可以是多个摄像元件(所谓的多板型摄像元件)。例如，在摄像单元11402由多板型摄像元件构成的情况下，每个摄像元件产生与RGB中的各者对应的图像信号，并合成这些图像信号，从而可以获得彩色图像。可替代地，摄像单元11402可以被构造成包括一对摄像元件，用于获取与三维(3D)显示对应的右眼图像信号和左眼图像信号。通过执行3D显示，手术人员11113可以更精确地掌握手术部位中的身体组织的深度。此外，在摄像单元11402由多板型摄像元件构成的情况下，还能够与每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上。例如，摄像单元11402可以设置在镜筒11101内且紧跟在物镜的后方。
驱动单元11403由致动器构成，并且驱动单元11403根据摄像头控制单元11405的控制将透镜单元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而获得的拍摄图像的倍率和焦点。
通信单元11404由用于向CCU 11201发送各种信息和从CCU 11201接收各种信息的通信装置构成。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，用于规定所拍摄图像的帧率的信息、用于规定摄像时的曝光值的信息、和/或用于规定所拍摄图像的倍率和焦点的信息等。
此外，诸如上述的帧率或曝光值、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的控制单元11413基于所获取的图像信号来自动地设置。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由用于向摄像头11102发送各种信息和从摄像头11102接收各种信息的通信装置构成。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。
图像处理单元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。
控制单元11413执行与使用内窥镜11100对手术部位等进行摄像有关的各种控制，并显示通过对手术部位等进行摄像而获得的拍摄图像。例如，控制单元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单元11412执行了图像处理的图像信号，控制单元11413使反映了手术部位等的所拍摄的图像显示在显示装置11202上。此时，控制单元11413可以通过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，控制单元11413检测所拍摄图像中所包括的物体的边缘的形状、颜色等，从而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。当使显示装置11202显示出所拍摄图像时，控制单元11413可以通过利用识别结果在手术部位的图像上叠加信息来显示各种手术辅助信息。手术辅助信息通过被叠加而显示，并且呈现给手术人员11113，因此，可以减少手术人员11113的负担，并且可以使手术人员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是与电信号的通信对应的电信号线缆、与光通信对应的光纤、或者它们的复合线缆。
这里，在所示的示例中，通过使用传输线缆11400以有线的方式执行通信，并且也可以以无线的方式执行摄像头11102与CCU 11201之间的通信。
如上所述，已经说明了通过应用根据本发明的实施例的技术而获得内窥镜手术系统的示例。在上述构造中，例如，根据本发明的实施例的技术能够通过应用于摄像头11102或摄像头11102的摄像单元11402而实现。具体地，例如，图1的摄像元件12能够应用于摄像单元11402。可以通过将根据本发明的实施例的技术应用于摄像单元11402来获得更具体和高精度的手术部位图像，因此，手术人员可以可靠地确认手术部位。
此外，这里，尽管已经将内窥镜手术系统作为示例进行了说明，但是根据本发明的实施例的技术还可以应用于例如除了内窥镜手术系统之外的显微镜手术系统等。
<移动体的应用例>
另外，例如，根据本发明的实施例的技术可以被实施为安装在任何类型的移动体上的装置，该移动体例如是：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、船舶和机器人等。
图40是示出作为移动体控制系统的示例的车辆控制系统(其通过应用根据本发明的实施例的技术而获得)的示意性构造示例的框图。
车辆控制系统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40所示的示例中，车辆控制系统12000包括：驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元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，示出微型计算机12051、声音图像输出单元12052以及车载网络接口(I/F)12053作为集成控制单元12050的功能构造。
驱动系统控制单元12010根据各种程序来控制与车辆的驱动系统有关的设备的操作。例如，驱动系统控制单元12010起到下述各设备的控制装置的作用，这些设备是：诸如内燃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；用于调节车辆的舵角的转向机构；用于产生车辆的制动力的制动设备等。
车身系统控制单元12020根据各种程序来控制安装在车体上的各种设备的操作。例如，车身系统控制单元12020起到下述各设备的控制装置的作用，这些设备是：无钥匙进入系统；智能钥匙系统；电动车窗装置；以及诸如前灯、尾灯、刹车灯、闪光灯或雾灯等各种灯。在这种情况下，能够将代替钥匙的从便携式设备发送的电波或各种开关的信号输入到车身系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些电波或信号的输入，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检测安装有车辆控制系统12000的车辆的外部信息。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通过摄像单元12031拍摄车辆外部的图像，并且接收所拍摄的图像。车外信息检测单元12030可以基于所接收到的图像对路面上的行人、车辆、障碍物、标志、符号等执行物体检测处理或距离检测处理。
摄像单元12031是用于接收光并且根据所接收的光量输出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，并且能够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，或者可以是诸如红外线等非可见光。
车内信息检测单元12040检测车辆内部的信息。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打瞌睡。
基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取到的车辆外部或内部信息，微型计算机12051能够计算驱动力产生设备、转向机构、或制动设备的控制目标值，并且能够向驱动系统控制单元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系统(ADAS：advanced driver assistance system)功能的协同控制，所述高级驾驶员辅助系统的功能包括：车辆的碰撞避免或撞击缓冲、基于车间距离的跟随行驶、车速保持行驶、车辆碰撞警告、车辆的车道偏离警告等。
另外，基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取到的车辆周边的信息，微型计算机12051控制驱动力产生设备、转向机构、制动设备等，并且能够执行用于实现不依赖驾驶员的操作而使车辆自主行驶的自动驾驶的协同控制。
另外，基于车外信息检测单元12030获取到的车辆外部的信息，微型计算机12051能够向车身系统控制单元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，并因此能够执行防眩光的协同控制，例如从远光灯切换到近光灯。
声音图像输出单元12052将声音和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40的示例中，音频扬声器12061、显示单元12062和设备面板12063被举例作为输出设备。例如，显示单元12062可以包括车载显示器(on-board display)和平视显示器(head-up display)中的至少一者。
图41是示出摄像单元12031的安装位置的示例的图。
在图41中，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、和车内的前玻璃的上部等位置。设置于前鼻处的摄像单元12101和设置于车内的前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侧方的图像。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。设置于车内的前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。
此外，图41示出了摄像单元12101～12104的拍摄范围的示例。摄像范围12111表示设置于前鼻处的摄像单元12101的摄像范围，摄像范围12112和12113分别表示设置于后视镜处的摄像单元12102和12103的摄像范围，以及摄像范围12114表示设置于后保险杠或后门处的摄像单元12104的摄像范围。例如，通过将摄像单元12101～12104拍摄到的图像数据彼此叠加，从而获得从上方所视的车辆12100的俯瞰图像。
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由多个摄像元件形成的立体相机，或者可以是包括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获得了距摄像范围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)，从而，特别地，在车辆12100的行驶道路上的最靠近的立体物中，提取在与车辆12100大致相同的方向上以预定速度(例如，大于或等于0km/h)行驶的立体物作为前车。此外，微型计算机12051设置预先确保的距前车的车辆间距离，从而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，可以执行用于实现不依赖于驾驶员的操作而使车辆自动行驶的自动驾驶的协同控制。
例如，基于从摄像单元12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051可以通过将数据分类为其他立体物(例如两轮车辆、普通车辆、大型车辆、行人、和电线杆等)来提取与立体物有关的立体物数据，并且使用这些数据来自动避开障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物区分为车辆12100的驾驶员可见的障碍物和不可见的障碍物。然后，微型计算机12051判定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，即，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，或者通过驱动系统控制单元12010执行强制减速和避让转向，从而可以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判定摄像单元12101～12104的所拍摄图像中是否存在行人，从而可以识别行人。例如，通过如下过程来执行对行人的这种识别：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；以及通过对表示物体轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理来判定是否有行人。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，并且在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，使得在所识别出的行人上叠加用于强调的矩形轮廓线来显示。此外，声音图像输出单元12052可以控制显示单元12062，使得在所期望的位置处显示用于表示行人的图标等。
如上所述，已经说明了通过应用根据本发明的实施例的技术而获得的车辆控制系统的示例。在上述构造中，根据本发明的实施例的技术例如能够应用于摄像单元12031。具体地，例如，图1的摄像装置10能够应用于摄像单元12031。通过将根据本发明的实施例的技术应用于摄像单元12031，例如，可以以更高的精度更具体地获得车外信息，并且可以实现自动驾驶的改进等或安全。
此外，本技术的实施例不限于上述实施例，并且能够在不脱离本技术的主旨的范围内进行各种改变。
<构造的组合示例>
另外，例如，本技术能够具有以下构造。
根据本发明，提供一种摄像元件，该摄像元件包括：滤光片层，其被构造成根据光的波长选择性地过滤入射光；以及光电转换层，其被构造成接收由滤光片层过滤的光，并响应于所接收的光产生电荷，其中，滤光片层包括：第一滤光片区，其对应于摄像元件的第一像素，第一滤光片区具有第一厚度和在其中形成的多个贯通孔，其中，第一滤光片区以第一峰值透射波长透射入射在第一滤光片区上的光；以及第二滤光片区，其对应于摄像元件的第二像素，第二滤光片区具有大于第一厚度的第二厚度和在其中形成的多个贯通孔，其中第二滤光片区以第二峰值透射波长透射入射在第二滤光片区上的光，第二峰值透射波长大于第一峰值透射波长。
根据一些实施例，形成在第一滤光片区中的多个贯通孔具有第一孔间距，并且形成在第二滤光片区中的多个贯通孔具有第二孔间距，并且，其中，第二孔间距大于第一孔间距。
根据一些实施例，第一滤光片区和第二滤光片区是等离子体滤光片。
根据一些实施例，形成在第一滤光片区中的多个贯通孔和形成在第二滤光片区中的多个贯通孔各自以阵列的方式布置。
根据一些实施例，该阵列是六边形阵列。
根据一些实施例，滤光片层还包括在其中形成的多个非贯通孔。
根据一些实施例，形成在第一滤光片区中的多个贯通孔以第一阵列的方式布置，并且，其中，多个非贯通孔形成在第一滤光片区中并以第二阵列的方式布置，第二阵列与第一阵列重叠。
根据一些实施例，第二厚度至少是第一厚度的两倍。
根据一些实施例，摄像元件还包括与第一像素对应的第一透镜，所述第一透镜被构造成将光引导至第一滤光片区。
根据一些实施例，滤光片层包括铝、银和/或金。
根据一些实施例，摄像元件还包括：第一介电膜，其设置在滤光片层和光电转换层之间的滤光片层的第一侧；以及第二介电膜，其设置在滤光片层的与第一侧相对的第二侧。
根据一些实施例，第一滤光片区与第二滤光片区邻接，并且，其中，第一滤光片区和第二滤光片区具有共面侧。
此外，根据本发明，提供一种摄像元件，所述摄像元件包括：滤光片层，其被构造成根据光的波长选择性地过滤入射光；以及光电转换层，其被构造成接收由滤光片层过滤的光，并响应于所接收的光产生电荷，其中滤光片层包括：第一滤光片区，其对应于摄像元件的第一像素，第一滤光片区具有第一厚度和在其中形成的点阵列，其中第一滤光片区以第一峰值吸收波长透射入射在第一滤光片区上的光；第二滤光片区，其对应于摄像元件的第二像素，第二滤光片区具有大于第一厚度的第二厚度和在其中形成的点阵列，其中第二滤光片区以第二峰值吸收波长透射入射在第二滤光片区上的光，第二峰值吸收波长大于第一峰值吸收波长。
根据一些实施例，滤光片层包括介电材料，所述介电材料设置在形成于第一滤光片区内的点阵列的至少一些点之间和形成于第二滤光片区内的点阵列的至少一些点之间。
根据一些实施例，形成在第一滤光片区中的点阵列的点具有第一孔间距，其中，形成在第二滤光片区中的点阵列的点具有第二孔间距，并且，其中，第二孔间距大于第一孔间距。
根据一些实施例，第一滤光片区和第二滤光片区是等离子体滤光片。
根据一些实施例，形成在第一滤光片区中的点阵列和形成在第二滤光片区中的点阵列是六边形阵列或方形阵列。
根据一些实施例，第二厚度至少是第一厚度的两倍。
根据一些实施例，摄像元件还包括与第一像素对应的第一透镜，所述第一透镜被构造成将光引导至第一滤光片区。
根据一些实施例，滤光片层包括铝、银和/或金。
(1)一种摄像元件，其包括：
金属薄膜滤光片，其设置在至少一部分像素中的来自光电转换元件的光的入射侧，并且所述金属薄膜滤光片中的导体薄膜的膜厚度根据像素而不同。
(2)根据(1)所述的摄像元件，
其中，所述金属薄膜滤光片的导体薄膜的膜厚度根据所述金属薄膜滤光片的透射带或吸收带而不同。
(3)根据(2)所述的摄像元件，
其中，第一像素中的第一金属薄膜滤光片的透射带是比第二像素中的第二金属薄膜滤光片的透射带短的波长，并且，所述第一金属薄膜滤光片的导体薄膜比所述第二金属薄膜滤光片的导体薄膜薄。
(4)根据(3)所述的摄像元件，
其中，所述金属薄膜滤光片是具有孔阵列结构的等离子体滤光片，并且
所述第一金属薄膜滤光片的孔间距比所述第二金属薄膜滤光片的孔间距窄。
(5)根据(2)所述的摄像元件，
其中，第一像素中的第一金属薄膜滤光片的吸收带是比第二像素中的第二金属薄膜滤光片的吸收带短的波长，并且，所述第一金属薄膜滤光片的导体薄膜比所述第二金属薄膜滤光片的导体薄膜厚。
(6)根据(5)所述的摄像元件，
其中，所述金属薄膜滤光片是具有点阵列结构的等离子体滤光片，并且
所述第一金属薄膜滤光片的点间距比所述第二金属薄膜滤光片的点间距窄。
(7)根据(1)～(6)中任一项所述的摄像元件，
其中，所述金属薄膜滤光片的导体薄膜的膜厚度具有两种或更多种类型的膜厚度。
(8)根据(1)～(4)中任一项所述的摄像元件，还包括：
透射滤光片，其设置在来自所述金属薄膜滤光片的光的入射侧，并且其包括透射带，所述透射带具有所述金属薄膜滤光片的透射带。
(9)一种摄像元件的制造方法，其包括：
第一步：在第一像素和第二像素中的层间膜上形成金属膜；
第二步：去除所述第一像素中的金属膜；
第三步：进一步在所述第一像素和所述第二像素中形成金属膜；以及
第四步：在所述第一像素和所述第二像素中的金属膜上形成孔。
(10)一种摄像元件的制造方法，其包括：
第一步：在第一像素中的层间膜的与金属薄膜滤光片的孔对应的部分以外的部分中形成第一凹槽；
第二步：在第二像素中的层间膜的与金属薄膜滤光片的孔对应的部分以外的部分中形成第二凹槽，所述第二凹槽的深度与所述第一凹槽的深度不同；
第三步：在所述第一像素和所述第二像素中的层间膜上形成金属膜，并且用所述金属膜填充所述第一凹槽和所述第二凹槽；以及
第四步：在所述第一像素和所述第二像素中，去除所述金属膜直至露出所述层间膜的前表面。
(11)金属薄膜滤光片设置在至少一部分像素中来自光电转换元件的光的入射侧，并且所述金属薄膜滤光片的导体薄膜的膜厚度根据像素而不同。
(12)一种电子设备，其包括：
摄像元件；以及
信号处理单元，其处理从所述摄像元件输出的信号，
其中，所述摄像元件包括金属薄膜滤光片，所述金属薄膜滤光片设置在至少一部分像素中来自光电转换元件的光的入射侧，并且所述金属薄膜滤光片的导体薄膜的膜厚度根据像素而不同。
本领域技术人员应该理解，可以根据设计要求和其他因素进行各种修改、组合、子组合和变更，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内即可。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年12月13日提交的日本优先权专利申请JP 2016-241253的权益，其全部内容通过引用合并于此。
附图标记列表
10 摄像装置
11 光学系统
12，12A～12C 摄像元件
14 信号处理单元
31 像素阵列
51 像素
61 光电二极管
101 片上微透镜
102 层间膜
103 窄带滤光片层
104 层间膜
105 光电转换元件层
106 信号布线层
107 彩色滤光片层
108 滤光片层
121A～121D 等离子体滤光片
131A～131C 导体薄膜
132A～132C' 孔
133A，133B 点
134A，134B 介电层
151 等离子体滤光片
161A 导体薄膜
162 SiO2膜
163 SiN膜
164 SiO2基板
203，221 半导体芯片
301 导体薄膜
302A，302B 孔
321 氧化膜
322 金属膜
351 导体薄膜
352A，352B 孔
371 氧化膜
374 金属膜
NB 窄带滤光片
P 透射滤光片

Claims (18)

1.一种摄像元件，其包括：
滤光片层，其被构造成根据光的波长选择性地过滤入射光；以及
光电转换层，其被构造成接收由所述滤光片层过滤的光，并响应于所接收的光产生电荷，
其中，所述滤光片层包括：
第一滤光片区，其对应于所述摄像元件的第一像素，所述第一滤光片区具有第一厚度和在其中形成的多个贯通孔，其中，所述第一滤光片区以第一峰值透射波长透射入射在所述第一滤光片区上的光，并且其中，形成在所述第一滤光片区中的所述多个贯通孔具有第一孔间距；以及
第二滤光片区，其对应于所述摄像元件的第二像素，所述第二滤光片区具有大于所述第一厚度的第二厚度和在其中形成的多个贯通孔，其中，所述第二滤光片区以第二峰值透射波长透射入射在所述第二滤光片区上的光，所述第二峰值透射波长大于所述第一峰值透射波长，并且其中，形成在所述第二滤光片区中的所述多个贯通孔具有第二孔间距，所述第二孔间距大于所述第一孔间距。
2.根据权利要求1所述的摄像元件，其中，所述第一滤光片区和所述第二滤光片区是等离子体滤光片。
3.根据权利要求1所述的摄像元件，其中，形成在所述第一滤光片区中的所述多个贯通孔和形成在所述第二滤光片区中的所述多个贯通孔各自以阵列的方式布置。
4.根据权利要求3所述的摄像元件，其中，所述阵列是六边形阵列。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的摄像元件，其中，所述滤光片层还包括在其中形成的多个非贯通孔。
6.根据权利要求5所述的摄像元件，其中，形成在所述第一滤光片区中的所述多个贯通孔以第一阵列的方式布置，并且，其中，所述多个非贯通孔形成在所述第一滤光片区中且以第二阵列的方式布置，所述第二阵列与所述第一阵列重叠。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的摄像元件，其中，所述第二厚度至少是所述第一厚度的两倍。
8.根据权利要求1～4中任一项所述的摄像元件，其还包括与所述第一像素对应的第一透镜，所述第一透镜被构造成将光引导至所述第一滤光片区。
9.根据权利要求1～4中任一项所述的摄像元件，其中，所述滤光片层包括铝、银和/或金。
10.根据权利要求1～4中任一项所述的摄像元件，其还包括：第一介电膜，其设置在所述滤光片层和所述光电转换层之间的所述滤光片层的第一侧；以及第二介电膜，其设置在所述滤光片层的与所述第一侧相对的第二侧。
11.根据权利要求1～4中任一项所述的摄像元件，其中，所述第一滤光片区与所述第二滤光片区邻接，并且，其中，所述第一滤光片区和所述第二滤光片区具有共面侧。
12.一种摄像元件，其包括：
滤光片层，其被构造成根据光的波长选择性地过滤入射光；以及
光电转换层，其被构造成接收由所述滤光片层过滤的光，并响应于所接收的光产生电荷，
其中，所述滤光片层包括：
第一滤光片区，其对应于所述摄像元件的第一像素，所述第一滤光片区具有第一厚度和在其中形成的点阵列，其中，所述第一滤光片区以第一峰值吸收波长透射入射在所述第一滤光片区上的光，并且其中，形成在所述第一滤光片区中的所述点阵列的点具有第一孔间距；以及
第二滤光片区，其对应于所述摄像元件的第二像素，所述第二滤光片区具有大于所述第一厚度的第二厚度和在其中形成的点阵列，其中，所述第二滤光片区以第二峰值吸收波长透射入射在所述第二滤光片区上的光，所述第二峰值吸收波长大于所述第一峰值吸收波长，并且其中，形成在所述第二滤光片区中的所述点阵列的点具有第二孔间距，所述第二孔间距大于所述第一孔间距。
13.根据权利要求12所述的摄像元件，其中，所述滤光片层包括介电材料，所述介电材料设置在形成于所述第一滤光片区内的所述点阵列的至少一些点之间和形成于所述第二滤光片区内的所述点阵列的至少一些点之间。
14.根据权利要求12或13所述的摄像元件，其中，所述第一滤光片区和所述第二滤光片区是等离子体滤光片。
15.根据权利要求12或13所述的摄像元件，其中，形成在所述第一滤光片区中的所述点阵列和形成在所述第二滤光片区中的所述点阵列是六边形阵列或方形阵列。
16.根据权利要求12或13所述的摄像元件，其中，所述第二厚度至少是所述第一厚度的两倍。
17.根据权利要求12或13所述的摄像元件，其还包括与所述第一像素对应的第一透镜，所述第一透镜被构造成将光引导至所述第一滤光片区。
18.根据权利要求12或13所述的摄像元件，其中，所述滤光片层包括铝、银和/或金。
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