JP2019184986A - カラー撮像素子および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本実施形態1における撮像素子の構成の概略について説明する。
φ=(neff−n0)×2πh/λ (1)
で表わされる。この位相遅延量は光の波長λによって異なるため、同一の柱状構造体121に入射した光に対して波長域(色成分)に応じて異なる位相遅延量を与えることができる。また、柱状構造体121の底面および上面が正方形であるため、偏光方向を変化させた場合においても、位相遅延効果を含む光学特性に変化はない。さらに、neffは構造寸法の関数であることが知られており、n0<neff<n1の値をとる。したがって、図4(a)、(b)に示す例では、柱状構造体121の幅wを変化させることで、任意の位相遅延量を設定することが可能である。
次に、本発明の実施形態2に係る撮像素子について説明する。
次に、本発明の実施形態3に係る撮像素子について説明する。
次に、本発明の実施形態4に係る撮像素子について説明する。
10 撮像装置
11 レンズ光学系
12 撮像素子
13 信号処理部
100、200、300、400、500、600、610、620 撮像素子
101 微小分光素子
102 画素
103 マイクロレンズ
104 色フィルタ
111 透明層
112 配線層
121 柱状構造体
601 配線層
602 画素
603 透明層
604 色フィルタ
605 マイクロレンズ
606、607 微細構造
Claims (8)
- 基板上に光電変換素子を含む複数の画素が2次元アレイ状に配列された2次元画素アレイと、
前記2次元画素アレイ上に形成された透明層と、
前記透明層の内部または上に、複数の分光素子が2次元アレイ状に配列された2次元分光素子アレイとを備え、
前記分光素子の各々は、前記透明層の屈折率よりも高い屈折率を有する材料から形成された複数の微細構造体からなる1組の微細構造体を含み、前記1組の微細構造体は、前記2次元画素アレイに対して垂直方向の長さが等しく、前記2次元画素アレイに対して水平方向の形状が異なり、かつ、入射する光の波長以下の間隔で配置された複数の微細構造体からなり、前記分光素子に入射した光の少なくとも一部は、波長に応じて伝搬方向が異なる第1〜第3の偏向光に分離されて前記分光素子から出射し、前記2次元画素アレイの一方向に連続して配置された3つの前記画素にそれぞれ入射することを特徴とするカラー撮像素子。 - 前記微細構造体は、構造底面および上面が、中心を対称軸として4回回転対称な形状を有する柱状構造体であることを特徴とする請求項1に記載のカラー撮像素子。
- 前記第1〜第3の偏向光が、隣接する連続した3つの前記画素の第1〜第3の光電変換素子にそれぞれ入射することを特徴とする請求項1又は2に記載のカラー撮像素子。
- 入射する光が白色光の場合、
前記第1の光電変換素子に入射する光は、波長500nm以下の青色波長域で光強度のピークを有し、
前記第2の光電変換素子に入射する光は、波長500nm〜600nmの緑色波長域で光強度のピークを有し、
前記第3の光電変換素子に入射する光は、波長600nm以上の赤色波長域で光強度のピークを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のカラー撮像素子。 - 前記1組の微細構造体の形状は、前記2次元分光素子アレイを構成する前記分光素子の全てにおいて同一であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のカラー撮像素子。
- 前記2次元分光素子アレイの第1の方向に沿って配置された隣接する前記分光素子の前記1組の微細構造体の向きが交互に反転しており、
隣接する連続した3つの前記画素は、前記第1の方向に沿って配置されており、
前記第1の方向に沿って隣接する3つの前記画素のうち、両外側の2つの画素は、前記第1の方向に沿って隣接する2つの前記分光素子から前記第1〜第3の偏向光のいずれかが入射されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のカラー撮像素子。 - 前記2次元画素アレイと前記2次元分光素子アレイの間に、
波長500nm以下の青色波長域で透過率のピークを有する第1のカラーフィルタ、
波長500nm〜600nmの緑色波長域で透過率のピークを有する第2のカラーフィルタ、および
波長600nm以上の赤色波長域で透過率のピークを有する第3のカラーフィルタのうち、少なくとも1つのカラーフィルタがアレイ状になるように配列されたカラーフィルタアレイをさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のカラー撮像素子。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載のカラー撮像素子と、
前記カラー撮像素子の撮像面に光学像を形成するための撮像光学系と、
前記カラー撮像素子が出力する電気信号を処理する信号処理部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
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