JP2007281875A - 撮像素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像素子5は、撮像部10と処理部20とを備える。撮像部10は、受光素子12上に、互いに長辺を接して形成される複数の8角形フィルタ14Pと、8角形フィルタ14Pの4つの短辺により形成される隙間の領域に形成される複数の4角形フィルタ14Qとを備える。8角形フィルタ14Pは、青フィルタ14B・緑フィルタ14G・赤フィルタ14Rを備え、4角形フィルタ14Qは、入射光を第1の光として透過する透明フィルタ14Wと、入射光を第2の光として透明フィルタ14Wより低い透過率で透過する灰フィルタ14Hとを備える。処理部20は、第1の光の強度値IWが飽和強度値IWsより大きいと検知された場合、第2の光の強度値IHに基づいて、青・緑・赤の光の強度値を補正する補正部22を備える。
【選択図】 図1
Description
を備えた撮像素子である。
IG=(IGs/IWs)×(IWs+ΔIH) ・・・・・・(2)
IR=(IRs/IWs)×(IWs+ΔIH) ・・・・・・(3)
但し、IB:補正後の青色光の強度値、IG:補正後の緑色光の強度値、IR:補正後の赤色光の強度値、IWs:飽和強度値、IBs:第1の光の強度値が飽和強度値に達したときの青色光の強度値、IGs:第1の光の強度値が飽和強度値に達したときの緑色光の強度値、IRs:第1の光の強度値が飽和強度値に達したときの赤色光の強度値、ΔIH:第1の光の強度値が飽和強度値に達したときの入射光量から増加した分の入射光量に対する第2の光の強度値の増加した分の値である。
IG=IGmax+IGH ・・・・・・(5)
IR=IRmax+IRH ・・・・・・(6)
但し、IB:補正後の青色光の強度値、IG:補正後の緑色光の強度値、IR:補正後の赤色光の強度値、IBmax:青最大値、IGmax:緑最大値、IRmax:赤最大値、IBH:青色光の強度が青最大値に達したときの入射光量から増加した分の入射光量に対する青補正フィルタにより抽出される青色光の強度値の増加した分の値、IGH:緑色光の強度が緑最大値に達したときの入射光量から増加した分の入射光量に対する緑補正フィルタにより抽出される緑色光の強度値の増加した分の値、IRH:赤色光の強度が赤最大値に達したときの入射光量から増加した分の入射光量に対する赤補正フィルタにより抽出される赤色光の強度値の増加した分の値である。
本発明において、「透過率」は、屈折率1.5前後の透明ガラスの透過率を100%として求めている。
従って、本発明は以上のような手段を講じたことにより、以下の作用を有する。
(1−1.構成)
図1は本発明の第1の実施形態に係る撮像素子5の構成を示す模式図である。また、図2は図1における撮像部10のI−I’断面図である。本実施形態において、対象を総括的に説明する場合、単に数字を表記し、個別的に説明する場合、数字に添え字B・G・R・W・Hを付して表記する。例えば、フィルタを総括的に説明する場合、フィルタ14と表記し、個別的に説明する場合、透明フィルタ14W・青フィルタ14B・緑フィルタ14G・赤フィルタ14R・透明フィルタ14W・灰フィルタ14Hと表記する。また、図1においてB・G・R・W・Hの記号は、後述する受光素子12とフィルタ14との組をそれぞれ示している。なお、以下の各実施形態も同様に表記する。
緑補正部22G(第1緑補正手段)は、飽和検知部21から補正制御信号が送出される場合、白受光素子12Wが受光する第1の光の強度値IWと、灰受光素子12Hが受光する第2の光の強度値IHとに基づいて、必要に応じて緑色光の強度値IGを補正するものである。具体的には、飽和検知部21から補正制御信号が送出されている場合、緑補正部22Yは、下式(2)に基づいて、緑色光の強度値IGを補正する。なお、第1の光の強度値IWが飽和強度値IWsに達したときの緑色光の強度値をIGsと表記する。
赤補正部22R(第1赤補正手段)は、飽和検知部21から補正制御信号が送出される場合、白受光素子12Wが受光する第1の光の強度値IWと、灰受光素子12Hが受光する第2の光の強度値IHとに基づいて、必要に応じて赤色光の強度値IRを補正するものである。具体的には、飽和検知部21から補正制御信号が送出されている場合、赤補正部22Rは、下式(3)に基づいて、赤色光の強度値IRを補正する。なお、第1の光の強度値IWが飽和強度値IWsに達したときの赤色光の強度値をIRsと表記する。
なお、図5において、IB・IG・IRは略同一の直線になる。これは、赤外線カットフィルタを具備した状態では、各フィルタの分光透過率曲線において、波長と透過率とで掛け合わされる面積が略同一になることに起因する。
次に、本実施形態に係る撮像素子5の動作について図6のフローチャートを用いて説明する。
以上説明したように、本実施形態に係る撮像素子5は、撮像部10と処理部20とを備え、従来制限のあった撮像素子5のダイナミックレンジを大幅に広げることができる。
本発明の第2の実施形態では、第1の実施形態に係る撮像部10の製造方法について、図9の工程図を用いて説明する。なお、既に説明した部分と同一部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する。また、以下の各実施形態も同様にして重複した説明を省略する。
本発明の第3の実施形態は、青色光・緑色光・赤色光の強度値の補正方法が第1の実施形態とは異なるものである。
一方、青検知部21Bから非補正制御信号が送出された場合、青補正部22B’は、青色光の強度値IBを補正せずに出力部23に送出する。
一方、緑検知部21Gから非補正制御信号が送出された場合、緑補正部22G’は、緑色光の強度値IGを補正せずに出力部23に送出する。
一方、赤検知部21Rから非補正制御信号が送出された場合、赤補正部22R’は、赤色光の強度値IRを補正せずに出力部23に送出する。
比較の結果、赤色光の強度値IRが赤最大値IRmax以上の場合(IR≧IRmax)、赤検知部21Rから赤補正部22R’へ赤色光の強度値IRとともに補正制御信号が送出される。赤補正部22R’が補正制御信号を受け取ると、赤色光の強度値IRが補正される。そして、補正された赤色光の強度値IRが出力部23へ送出される。(ステップT7−Yes,T8)。
本発明の第4の実施形態は、撮像部10の基板11上に迷光を防止するための遮光膜を形成したものである。
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に構成要素を適宜組み合わせてもよい。
11S・・・外周領域、12・・・受光素子、12B・・・青受光素子、12G・・・緑受光素子、
12R・・・赤受光素子、12W・・・白受光素子、12H・・・灰受光素子、
12BH・・・青補正受光素子、12GH・・・緑補正受光素子、12RH・・・赤補正受光素子、
13・・・平坦化層、14・・・フィルタ、14B・・・青フィルタ、14G・・・緑フィルタ、
14R・・・赤フィルタ、14W・・・透明フィルタ、14H・・・灰フィルタ、
14BH・・・青補正フィルタ、14GH・・・緑補正フィルタ、14RH・・・赤補正フィルタ、
15・・・マイクロレンズ、15P・・・8角形マイクロレンズ、
15Q・・・4角形マイクロレンズ、
20・・・処理部、21・・・飽和検知部、21B・・・青検知部、21G・・・緑検知部、
21R・・・赤検知部、22・・・補正部、22B・・・青補正部、22G・・・緑補正部、
22R・・・赤補正部、23・・・出力部、
30・・・Alパッド、31・・・遮光層32・・・透明樹脂層。
Claims (10)
- 基板と、
前記基板上に形成され、入射される入射光を受光して電気信号に変換する複数の受光素子と、
前記受光素子上に、互いの辺が接して行列状に形成される複数の8角形フィルタと、
前記受光素子上に、隣接する8角形フィルタの4つの斜辺により形成される隙間の領域に形成される複数の4角形フィルタと、
前記8角形フィルタ上に形成される8角形マイクロレンズと、
前記4角形フィルタ上に形成される4角形マイクロレンズと
を備えたことを特徴とする撮像素子。 - 請求項1に記載の撮像素子において、
前記8角形フィルタは、
前記入射光のうち青色光を抽出するための青フィルタと、
前記入射光のうち緑色光を抽出するための緑フィルタと、
前記入射光のうち赤色光を抽出するための赤フィルタと
を備えたことを特徴とする撮像素子。 - 請求項2に記載の撮像素子において、
前記4角形フィルタは、
前記入射光を第1の光として透過する透明フィルタと、
前記透明フィルタより低い透過率で、前記入射光を第2の光として透過する灰フィルタと
を備えたことを特徴とする撮像素子。 - 請求項3に記載の撮像素子において、
前記第1の光の強度値が、予め設定した飽和強度値より大きいか否かを検知する検知手段と、
前記検知手段により、前記第1の光の強度値が前記飽和強度値より大きいと検知された場合、前記第2の光の強度値に基づいて、前記青色光の強度値と前記緑色光の強度値と前記赤色光の強度値とを補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする撮像素子。 - 請求項4に記載の撮像素子において、
前記補正手段は、前記第1の光の強度値が前記飽和強度値より大きい場合、
前記青色光の強度値を下式(1)に基づいて補正する第1青補正手段と、
前記緑色光の強度値を下式(2)に基づいて補正する第1緑補正手段と、
前記赤色光の強度値を下式(3)に基づいて補正する第1赤補正手段と
を備えたことを特徴とする撮像素子。
IB=(IBs/IWs)×(IWs+ΔIH) ・・・・・・(1)
IG=(IGs/IWs)×(IWs+ΔIH) ・・・・・・(2)
IR=(IRs/IWs)×(IWs+ΔIH) ・・・・・・(3)
但し、IB:補正後の青色光の強度値、IG:補正後の緑色光の強度値、IR:補正後の赤色光の強度値、IWs:飽和強度値、IBs:第1の光の強度値が飽和強度値に達したときの青色光の強度値、IGs:第1の光の強度値が飽和強度値に達したときの緑色光の強度値、IRs:第1の光の強度値が飽和強度値に達したときの赤色光の強度値、ΔIH:第1の光の強度値が飽和強度値に達したときの入射光量から増加した分の入射光量に対する第2の光の強度値の増加した分の値。 - 請求項2に記載の撮像素子において、
前記4角形フィルタは、
前記青フィルタより低い透過率で青色光を抽出し、隣接する青フィルタにより抽出される青色光の強度値を補正するための青補正フィルタと、
前記緑フィルタより低い透過率で緑色光を抽出し、隣接する緑フィルタにより抽出される緑色光の強度値を補正するための緑補正フィルタと、
前記赤フィルタより低い透過率で赤色光を抽出し、隣接する赤フィルタにより抽出される赤色光の強度値を補正するための赤補正フィルタと
を備えたことを特徴とする撮像素子。 - 請求項6に記載の撮像素子において、
前記青色光の強度値が、予め設定された強度値である青最大値より大きいか否かを検知する青検知手段と、
前記緑色光の強度値が、予め設定された強度値である緑最大値より大きいか否かを検知する緑検知手段と、
前記赤色光の強度値が、予め設定された強度値である赤最大値より大きいか否かを検知する赤検知手段と、
前記青検知手段により、前記青色光の強度値が前記青最大値より大きいと検知された場合、下式(4)に基づいて、前記青色光の強度値を補正する第2青補正手段と、
前記緑検知手段により、前記緑色光の強度値が前記緑最大値より大きいと検知された場合、下式(5)に基づいて、前記緑色光の強度値を補正する第2緑補正手段と、
前記赤検知手段により、前記赤色光の強度値が前記赤最大値より大きいと検知された場合、下式(6)に基づいて、前記赤色光の強度値を補正する第2赤補正手段と
を備えたことを特徴とする撮像素子。
IB=IBmax+IBH ・・・・・・(4)
IG=IGmax+IGH ・・・・・・(5)
IR=IRmax+IRH ・・・・・・(6)
但し、IB:補正後の青色光の強度値、IG:補正後の緑色光の強度値、IR:補正後の赤色光の強度値、IBmax:青最大値、IGmax:緑最大値、IRmax:赤最大値、IBH:青色光の強度が青最大値に達したときの入射光量から増加した分の入射光量に対する青補正フィルタにより抽出される青色光の強度値の増加した分の値、IGH:緑色光の強度が緑最大値に達したときの入射光量から増加した分の入射光量に対する緑補正フィルタにより抽出される緑色光の強度値の増加した分の値、IRH:赤色光の強度が赤最大値に達したときの入射光量から増加した分の入射光量に対する赤補正フィルタにより抽出される赤色光の強度値の増加した分の値。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の撮像素子において、
前記8角形マイクロレンズおよび前記4角形マイクロレンズは、ドライエッチングを用いた形状転写の方式で形成されるマイクロレンズである
ことを特徴とする撮像素子。 - 請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の撮像素子において、
前記受光素子が形成される領域以外の前記基板上の領域に、光の反射を抑制するための遮光膜が形成された
ことを特徴とする撮像素子。 - 請求項9に記載の撮像素子において、
前記遮光膜上に、表面を粗化した透明樹脂層が形成された
ことを特徴とする撮像素子。
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