JP7835546B2 - 分光フィルタ、それを含むイメージセンサ、及び電子装置 - Google Patents

分光フィルタ、それを含むイメージセンサ、及び電子装置

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Description

本発明は、分光フィルタ、それを含むイメージセンサ、及び電子装置に関する。
分光フィルタを利用したイメージセンサは、光学分野において重要な光学器具のうち一つである。従来のイメージセンサは、多様な光学素子を含んでおり、体積が大きくて重かった。最近では、イメージセンサの小型化が要求されることにより、１つの半導体チップ上に、集積回路及び光学素子を同時に具現する研究が進められている。
本発明が解決しようとする課題は、分光フィルタ、それを含むイメージセンサ、及び電子装置を提供することである。
一実施形態による分光フィルタは、キャビティを含む第１共振層；前記第１共振層を挟んで離隔配置される第１ブラッグ反射層及び第２ブラッグ反射層；第１ブラッグ反射層及び第２ブラッグ反射層のうち少なくとも一部と、前記キャビティとを含む第２共振層；並びに前記第２共振層を挟んで離隔配置される第３ブラッグ反射層及び第４ブラッグ反射層；を含む。
そして、前記第１ブラッグ反射層ないし前記第４ブラッグ反射層それぞれは、互いに異なる屈折率を有する複数の物質層が相互に積層された構造を有しうる。
また、前記第１ブラッグ反射層ないし前記第４ブラッグ反射層それぞれは、分散ブラッグ反射器（ＤＢＲ：distributed Bragg reflector）を含んでもよい。
そして、前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層は、前記第１共振層を基準に対称でもある。
また、前記第３ブラッグ反射層及び前記第４ブラッグ反射層は、前記第２共振層を基準に対称でもある。
そして、前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層に含まれた物質層の厚みは、前記第３ブラッグ反射層及び前記第４ブラッグ反射層に含まれた物質層の厚みと互いに異なりもする。
また、前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層に含まれた物質層の厚みは、前記第３ブラッグ反射層及び前記第４ブラッグ反射層に含まれた物質層の厚みよりも薄い。
そして、前記第２共振層は、前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層を含んでもよい。
また、前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層の第１面それぞれは、前記第１共振層と接しうる。
そして、前記第１面それぞれと対向する前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層の第２面それぞれは、前記第３ブラッグ反射層及び前記第４ブラッグ反射層に接しうる。
また、前記第２共振層は、前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層のうちいずれか１層のみを含んでもよい。
そして、前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層のうちいずれか１層だけ前記第１共振層と接しうる。
また、前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層のうち残り１層は、前記第３ブラッグ反射層及び前記第４ブラッグ反射層のうちいずれか１層を挟み、前記第１共振層と離隔配置されうる。
また、前記分光フィルタを透過する波の波長は、前記キャビティの有効屈折率、及び前記キャビティの厚みのうち少なくとも一つによっても決定される。
そして、前記分光フィルタは、第１波長の光が透過される第１ユニットフィルタと、前記第１波長と異なる第２波長の光が透過される第２ユニットフィルタと、を含んでもよい。
また、前記第１ユニットフィルタに含まれた前記キャビティの有効屈折率と、前記第２ユニットフィルタに含まれた前記キャビティの有効屈折率は、互いに異なりもする。
そして、第１ユニットフィルタに含まれた前記キャビティの物質パターンと、前記第２ユニットフィルタに含まれた前記キャビティの物質パターンと、が互いに異なりもする。
また、前記分光フィルタは、前記少なくとも１つの第１ユニットフィルタ及び第２ユニットフィルタに設けられる複数のマイクロレンズをさらに含んでもよい。
そして、前記分光フィルタは、前記少なくとも１つの第１ユニットフィルタ及び第２ユニットフィルタと、同一平面上に配されるカラーフィルタと、をさらに含んでもよい。
また、前記分光フィルタは、前記少なくとも１つの第１ユニットフィルタ及び第２ユニットフィルタに設けられ、特定波長帯域のみを透過させる追加フィルタをさらに含んでもよい。
なお、一実施形態によるイメージセンサは、分光フィルタと、前記分光フィルタを透過した光を受光する画素アレイと、を含み、前記分光フィルタは、キャビティを含む第１共振層；前記第１共振層を挟んで離隔配置される第１ブラッグ反射層及び第２ブラッグ反射層；第１ブラッグ反射層及び第２ブラッグ反射層のうち少なくとも一部と、前記キャビティとを含む第２共振層；並びに前記第２共振層を挟んで離隔配置される第３ブラッグ反射層及び第４ブラッグ反射層；を含む。
そして、前記第１ブラッグ反射層ないし前記第４ブラッグ反射層それぞれは、分散ブラッグ反射器（ＤＢＲ）を含んでもよい。
また、前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層に含まれた物質層の厚みは、前記第３ブラッグ反射層及び前記第４ブラッグ反射層に含まれた物質層の厚みと互いに異なりもする。
そして、前記第２共振層は、前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層を含んでもよい。
また、前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層の第１面それぞれは、前記第１共振層と接し、前記第１面それぞれと対向する前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層の第２面それぞれは、前記第３ブラッグ反射層及び前記第４ブラッグ反射層に接しうる。
そして、前記第２共振層は、前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層のうちいずれか１層のみを含んでもよい。
また、前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層のうちいずれか１層だけ前記第１共振層と接しうる。
そして、前記分光フィルタは、前記少なくとも１つの第１ユニットフィルタ及び第２ユニットフィルタに設けられる複数のマイクロレンズをさらに含んでもよい。
また、前記分光フィルタは、前記少なくとも１つの第１ユニットフィルタ及び第２ユニットフィルタと、同一平面上に配されるカラーフィルタと、をさらに含んでもよい。
そして、前記分光フィルタは、前記少なくとも１つの第１ユニットフィルタ及び第２ユニットフィルタに設けられ、特定波長帯域のみを透過させる追加フィルタをさらに含んでもよい。
前記イメージセンサは、タイミングコントローラ、ロウデコーダ及び出力回路をさらに含んでもよい。
前述のイメージセンサを含む電子装置が提供される。
前記電子装置は、モバイルフォン、スマートフォン、タブレット、スマートタブレット、デジタルカメラ、カムコーダ、ノート型パソコン、テレビ、スマートテレビ、スマート冷蔵庫、保安カメラ、ロボットまたは医療用カメラを含んでもよい。
本発明によれば、分光フィルタがキャビティを共有しながら、反射波長帯域が異なる複数個の帯域フィルタを含むことにより、広帯域特性を具現することができる。
本発明によれば、また、前述の分光フィルタを含むイメージセンサが提供され、該イメージセンサを含む電子装置が提供されうる。
例示的な実施形態によるイメージセンサのブロック図である。 図１に図示された分光フィルタに含まれたユニットフィルタを図示した断面である。 他の実施形態によるユニットフィルタを図示した図である。 さらに他の実施形態によるユニットフィルタを図示した図である。 一実施形態による、互いに異なる波長の光を透過させる分光フィルタを図示した図である。 他の例示的な実施形態による分光フィルタの断面を図示した図である。 さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを概略的に図示した断面図である。 さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを概略的に図示した断面図である。 さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを概略的に図示した断面図である。 追加フィルタとして使用されうる分光フィルタの例示を図示した図である。 追加フィルタとして使用されうる分光フィルタの他の例を図示した図である。 さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを概略的に図示した断面図である。 図１のイメージセンサに適用されうる分光フィルタの例示的な平面図である。 図１のイメージセンサに適用されうる分光フィルタの他の例示的な平面図である。 図１のイメージセンサに適用されうる分光フィルタのさらに他の例示的な平面図である。 例示的な実施形態によるイメージセンサを含む電子装置を概略的に図示したブロック図である。 図１６のカメラモジュールを概略的に図示したブロック図である。 例示的な実施形態によるイメージセンサが適用された電子装置の多様な例を示す図である。 例示的な実施形態によるイメージセンサが適用された電子装置の多様な例を示す図である。 例示的な実施形態によるイメージセンサが適用された電子装置の多様な例を示す図である。 例示的な実施形態によるイメージセンサが適用された電子装置の多様な例を示す図である。 例示的な実施形態によるイメージセンサが適用された電子装置の多様な例を示す図である。 例示的な実施形態によるイメージセンサが適用された電子装置の多様な例を示す図である。 例示的な実施形態によるイメージセンサが適用された電子装置の多様な例を示す図である。 例示的な実施形態によるイメージセンサが適用された電子装置の多様な例を示す図である。 例示的な実施形態によるイメージセンサが適用された電子装置の多様な例を示す図である。 例示的な実施形態によるイメージセンサが適用された電子装置の多様な例を示す図である。
以下、添付図面を参照し、例示的な実施形態について詳細に説明する。以下の図面において、同一参照符号は、同一構成要素を称し、図面上において、各構成要素の大きさは、説明の明瞭さと便宜さとのために、誇張されてもいる。なお、以下で説明される実施形態は、単に例示的なものに過ぎず、そのような実施形態から多様な変形が可能である。
以下において、「上部」や「上」と記載されたところは、接触して真上にあるものだけではなく、非接触で上にあるもの含んでもよい。単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、それは、特別に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。
「前記」の用語、及びそれと類似した指示用語の使用は、単数及び複数のいずれにも該当する。方法を構成する段階につき、明白に順序を記載するか、あるいはそれと反対になる記載がなければ、そのような段階は、適切な順序で遂行され、必ずしも記載された順序に限定されるものではない。
また、明細書に記載された「…部」、「モジュール」のような用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、それらは、ハードウェアまたはソフトウェアによって具現されるか、あるいはハードウェアとソフトウェアとの結合によっても具現される。
図面に図示された構成要素間の線連結または連結部材は、機能的な連結、及び／または物理的または回路的な連結を例示的に示したものであり、実際の装置においては、代替可能であったり、追加されたりする多様な機能的な連結、物理的な連結、または回路連結としても示される。
全ての例、または例示的な用語の使用は、単に技術的思想を詳細に説明するためのものであり、特許請求の範囲によって限定されない以上、そのような例、または例示的な用語によって範囲が限定されるものではない。
図１は、例示的な実施形態によるイメージセンサの概略的なブロック図である。
図１を参照すれば、イメージセンサ１０は、分光フィルタ１１、画素アレイ１２、タイミングコントローラ１３、ロウデコーダ１４及び出力回路１５を含んでもよい。イメージセンサは、ＣＣＤ（charge coupled device）イメージセンサまたはＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）イメージセンサを含んでもよいが、それらに限定されるものではない。
分光フィルタ１１は、互いに異なる波長領域の光を透過させるものであり、二次元に配列される複数のユニットフィルタを含む。画素アレイ１２は、複数のユニットフィルタを透過した互いに異なる波長の光を感知する複数の画素を含む。具体的には、画素アレイ１２は、複数のロウとカラムとに沿って二次元配列された画素を含む。ロウデコーダ１４は、タイミングコントローラ１３から出力されたローアドレス信号に応答し、画素アレイ１２のロウ一つを選択する。出力回路１５は、選択されたロウに沿って配列された複数の画素から、カラム単位で光感知信号を出力する。そのために、出力回路１５は、カラムデコーダとアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ：analog to digital convertor）を含んでもよい。例えば、出力回路１５は、カラムデコーダと画素アレイ１２との間において、カラム別にそれぞれ配された複数のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）、または、カラムデコーダの出力端に配された１つのアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）を含んでもよい。タイミングコントローラ１３、ロウデコーダ１４及び出力回路１５は、１つのチップ、またはそれぞれ別個のチップによっても具現される。出力回路１５を介して出力された映像信号を処理するためのプロセッサが、タイミングコントローラ１３、ロウデコーダ１４及び出力回路１５と共に、１つのチップにも具現される。画素アレイ１２は、互いに異なる波長の光を感知する複数の画素を含み、ここで、該画素の配列は、多様な方式によっても具現される。
以下においては、イメージセンサの分光フィルタについて詳細に説明する。
図２は、図１に図示された分光フィルタに含まれたユニットフィルタを図示した断面である。
ユニットフィルタ１００は、キャビティＣ、キャビティＣを含む第１帯域フィルタ１１０及び第２帯域フィルタ１２０を含んでもよい。第１帯域フィルタ１１０及び第２帯域フィルタ１２０は、キャビティＣを共有し、キャビティＣで決定された特定波長の光を透過させ、特定波長と異なる波長の光を遮断させることができる。
第１帯域フィルタ１１０及び第２帯域フィルタ１２０それぞれは、特定中心波長を有する光を透過させることにより、２層の反射層間に共振層が設けられたファブリ・ペロー（Fabry-Perot）構造を有する。ここで、反射層の反射帯域、及び共振層の特性により、帯域フィルタを通過する光の中心波長及び波長帯域が決定されうる。
第１帯域フィルタ１１０及び第２帯域フィルタ１２０は、互いに異なる波長の光を遮断することができる。一実施形態によるユニットフィルタ１００は、キャビティＣを共有しながら、互いに異なる波長帯域の光を遮断する複数個の帯域フィルタ、すなわち、第１帯域フィルタ１１０及び第２帯域フィルタ１２０を含むが、光帯域の光を遮断することができる。
第１帯域フィルタ１１０は、キャビティＣを含む第１共振層Ｒ１、第１共振層Ｒ１を挟んで離隔配置される第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１及び第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２を含んでもよい。第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１及び第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２それぞれは、分散ブラッグ反射器（ＤＢＲ：distributed Bragg reflector）にもなる。第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１及び第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２それぞれは、第１共振層Ｒ１を基準に対称的な構造を有しうる。
第１共振層Ｒ１は、キャビティＣのみを含み、第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１及び第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２と接しうる。例えば、第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１は、キャビティＣの上面と接し、第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２は、キャビティＣの下面と接しうる。
キャビティＣは、所定屈折率を有する誘電物質を含んでもよい。例えば、キャビティＣは、シリコン、シリコン酸化物またはチタン酸化物などを含んでもよい。
キャビティＣの有効屈折率（effective refractive index）は、第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１及び第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２の屈折率より小さい物質を含んでもよい。例えば、キャビティＣは、ＳｉＯ２（屈折率＝１．４６）によってもなる。なお、それは、単に例示的なものであり、キャビティＣは、入射光の波長のような設計条件により、他の多様な物質によってもなる。
第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１及び第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２それぞれは、互いに異なる屈折率を有する所定厚の第１物質層１６１ａ及び第２物質層１６１ｂが相互に積層された構造を有しうる。しかし、それに限定されるものではなく、第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１及び第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２は、互いに異なる屈折率を有する３層以上の物質層が相互に積層された構造を有することも可能である。
第１物質層１６１ａ及び第２物質層１６１ｂは、それぞれ、例えば、シリコン酸化物及びチタン酸化物を含んでもよい。他の例を挙げれば、第１物質層１６１ａ及び第２物質層１６１ｂは、それぞれ、例えば、シリコン酸化物及びシリコンを含んでもよい。しかし、それらは、単に例示的なものであり、第１物質層１６１ａ及び第２物質層１６１ｂは、それら以外にも、他の多様な物質を含んでもよい。シリコンは、およそ３．０以上の屈折率を有し、シリコン酸化物は、およそ１．４～１．５ほどの屈折率を有し、チタン酸化物は、およそ１．９～３．０ほどの屈折率を有しうる。
光が第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１を透過し、第１共振層Ｒ１に入射すれば、該光は、第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１と第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２との間において、第１共振層Ｒ１内部を往復することになり、その過程において、補強干渉と相殺干渉とを起こすことになる。そして、補強干渉条件を満足する特定中心波長を有する光が、第１帯域フィルタ１１０外部に出射される。
なお、一実施形態によるユニットフィルタ１００は、第１帯域フィルタ１１０のキャビティＣを共有する第２帯域フィルタ１２０をさらに含んでもよい。具体的には、第２帯域フィルタ１２０は、第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１及び第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２のうち少なくとも一部と、キャビティＣとを含む第２共振層Ｒ２、及び第２共振層Ｒ２を挟んで離隔配置される第３ブラッグ反射層ＤＢＲ３及び第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４を含んでもよい。
第２共振層Ｒ２は、第１帯域フィルタ１１０のキャビティＣを含み、第１帯域フィルタ１１０の第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１及び第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２のうち少なくとも一部を含んでもよい。例えば、図２に図示されているように、第２共振層Ｒ２は、キャビティＣ、第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１及び第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２を含んでもよい。
第３ブラッグ反射層ＤＢＲ３及び第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４それぞれは、分散ブラッグ反射器（ＤＢＲ）にもなる。第３ブラッグ反射層ＤＢＲ３及び第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４は、第２共振層Ｒ２を基準に対称的な構造を有しうる。
第３ブラッグ反射層ＤＢＲ３及び第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４それぞれは、互いに異なる屈折率を有する所定厚の第３物質層１７１ａ及び第４物質層１７１ｂが相互に積層された構造を有しうる。しかし、それに限定されるものではなく、第３ブラッグ反射層ＤＢＲ３及び第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４は、互いに異なる屈折率を有する３層以上の物質層が相互に積層された構造を有することも可能である。
第３物質層１７１ａ及び第４物質層１７１ｂは、それぞれ、例えば、前述の第１物質層１６１ａ及び第２物質層１６１ｂと同一物質を含んでもよい。しかし、それに限定されるものではない。例えば、第３物質層１７１ａ及び第４物質層１７１ｂは、それぞれシリコン酸化物及びチタン酸化物を含んでもよい。他の例を挙げれば、第３物質層１７１ａ及び第４物質層１７１ｂは、それぞれ、例えば、シリコン酸化物及びシリコンを含んでもよい。しかし、それは単に例示的なものであり、第３物質層１７１ａ及び第４物質層１７１ｂは、それら以外にも、他の多様な物質を含んでもよい。
第２帯域フィルタ１２０は、第１帯域フィルタ１１０の反射波長帯域と異なる反射波長帯域を有しうる。例えば、第２帯域フィルタ１２０は、第３物質層１７１ａ及び第４物質層１７１ｂを含み、第３物質層１７１ａ及び第４物質層１７１ｂの物質及び厚みのうち少なくとも一つは、第１物質層１６１ａ及び第２物質層１６１ｂの物質及び厚みと異なりもする。例えば、第３物質層１７１ａ及び第４物質層１７１ｂが、それぞれ第１物質層１６１ａ及び第２物質層１６１ｂと同一である場合には、第３物質層１７１ａ及び第４物質層１７１ｂは、それぞれ第１物質層１６１ａ及び第２物質層１６１ｂと異なる厚みを有しうる。しかし、それに限定されるものではなく、第３物質層１７１ａ及び第４物質層１７１ｂが、それぞれ第１物質層１６１ａ及び第２物質層１６１ｂと異なる物質を含むことも可能である。その場合、第３物質層１７１ａ及び第４物質層１７１ｂは、それぞれ第１物質層１６１ａ及び第２物質層１６１ｂのような厚みを有するか、あるいは異なる厚みを有しうる。
図２には、第２帯域フィルタ１２０に含まれた第３物質層１７１ａ及び第４物質層１７１ｂが、第１帯域フィルタ１１０に含まれた第１物質層１６１ａ及び第２物質層１６１ｂと異なる厚みを有することにより、互いに異なる反射波長帯域を具現する場合が例示的に図示されている。
以上で説明したように、ユニットフィルタ１００は、互いに異なる反射波長帯域を含む複数個の帯域フィルタがキャビティＣを共有するために、１つの帯域フィルタで光をフィルタリングするより、中心波長以外のサイドバンド（side band）に該当する波長帯域を遮断する役割がさらに強化されうる。
具体的には、光がユニットフィルタ１００に入射されれば、光の一部は、第２帯域フィルタ１２０、すなわち、第３ブラッグ反射層ＤＢＲ３と第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４との間の第２共振層Ｒ２内部を往復することになり、その過程において、補強干渉と相殺干渉とを起こすことになる。それだけでなく、光の他の一部は、第１帯域フィルタ１１０、すなわち、第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１と第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２との第１共振層Ｒ１内部を往復することになり、その過程において、補強干渉と相殺干渉とを起こすことになる。補強干渉条件を満足する特定中心波長を有する光が、第１帯域フィルタ１１０の外部に出射される。該光は、第２帯域フィルタ１２０及び第１帯域フィルタ１１０で補強干渉と相殺干渉とを起こすが、フィルタリングされる波長帯域がさらに広くもなる。
図３は、他の実施形態によるユニットフィルタを図示した図面である。図３に図示されているように、ユニットフィルタ１００ａは、キャビティＣを含む第３共振層Ｒ３と、キャビティＣを挟んで離隔配置される第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１及び第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２とを含む第３帯域フィルタ１３０を含む。そして、ユニットフィルタ１００ａは、前述の第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１及び第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２のうち一部と、キャビティＣとを含む第４共振層Ｒ４と、第４共振層Ｒ４を挟んで離隔配置される第３ブラッグ反射層ＤＢＲ３及び第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４とを含む第４帯域フィルタ１４０をさらに含んでもよい。
図３においては、第３共振層Ｒ３は、キャビティＣ及び第３ブラッグ反射層ＤＢＲ３を含み、第４共振層Ｒ４は、キャビティＣ及び第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２を含むように図示されている。キャビティＣの上面は、第３ブラッグ反射層ＤＢＲ３と接し、キャビティＣの下面は、第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２と接し、第３ブラッグ反射層ＤＢＲ３の上面は、第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１と接し、第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２の下面は、第４ブラッグ反射層と接しうる。
第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１及び第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２は、第３共振層Ｒ３を基準に対称的な構造であり、第３ブラッグ反射層ＤＢＲ３及び第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４は、第４共振層Ｒ４を基準に対称的な構造でもある。
図３のユニットフィルタも、キャビティを共有するために、フィルタリングされる波長帯域が大きくもなる。
図４は、さらに他の実施形態によるユニットフィルタを図示した図面である。図４に図示されているように、ユニットフィルタ１００ｂは、キャビティＣ、キャビティＣを含む第５帯域フィルタ１５０及び第６帯域フィルタ１６０を含んでもよい。第５帯域フィルタ１５０及び第６帯域フィルタ１６０は、キャビティＣを共有し、キャビティＣで決定された特定波長の光を透過させ、特定波長と異なる波長の光を遮断させることができる。
第５帯域フィルタ１５０及び第６帯域フィルタ１６０は、特定中心波長を有する光を透過させることにより、２層の反射層間に共振層が設けられたファブリ・ペロー構造を有する。ここで、反射層の反射帯域、及び共振層の特性により、帯域フィルタを通過する光の中心波長及び波長帯域が決定されうる。
第５帯域フィルタ１５０は、キャビティＣを含む第５共振層Ｒ５、及び第５共振層Ｒ５を挟んで離隔配置される第１金属反射層Ｍ１及び第２金属反射層Ｍ２を含んでもよい。
第１金属反射層Ｍ１及び第２金属反射層Ｍ２それぞれは、第１波長領域の光を反射することができる金属を含んでもよい。例えば、該金属は、Ａｌ、Ａｇ、ＡｕまたはＴｉＮなどを含んでもよい。しかし、それらに限定されるものではない。そのような第１金属反射層Ｍ１及び第２金属反射層Ｍ２は、数十ｎｍほどの厚みにも設けられるが、それは、単に例示的なものである。具体的な例として、第１金属反射層Ｍ１及び第２金属反射層Ｍ２は、およそ１０ｎｍ～３０ｎｍほどの厚みを有しうる。
第１金属反射層Ｍ１と第２金属反射層Ｍ２との間に設けられるキャビティＣは、第５共振層Ｒ５として、所定の屈折率を有する誘電物質を含んでもよい。例えば、キャビティＣは、シリコン、シリコン酸化物、シリコン窒化物、ハフニウム酸化物またはチタン酸化物を含んでもよい。しかし、それらに限定されるものではない。
第６帯域フィルタ１６０は、第５帯域フィルタ１５０の少なくとも一部を含む第６共振層Ｒ６、及び第６共振層Ｒ６を挟んで離隔配置される第５反射層ＤＢＲ５及び第６ブラッグ反射層ＤＢＲ６を含んでもよい。
第６共振層Ｒ６は、第５帯域フィルタ１４０のキャビティＣを含み、第５帯域フィルタ１４０の第１金属反射層Ｍ１及び第２金属反射層Ｍ２のうち少なくとも一部を含んでもよい。例えば、図４に図示されているように、第６共振層Ｒ６は、キャビティＣ、第１金属反射層Ｍ１及び第２金属反射層Ｍ２のいずれも含んでもよい。
第５反射層ＤＢＲ５及び第６ブラッグ反射層ＤＢＲ６それぞれは、分散ブラッグ反射器（ＤＢＲ）にもなる。第５反射層ＤＢＲ５及び第６ブラッグ反射層ＤＢＲ６は、第６共振層Ｒ６を基準に対称的な構造を有しうる。
第５反射層ＤＢＲ５及び第６ブラッグ反射層ＤＢＲ６それぞれは、互いに異なる屈折率を有する所定厚の複数個の物質層が相互に積層された構造を有しうる。しかし、それに限定されるものではなく、第５反射層ＤＢＲ５及び第６ブラッグ反射層ＤＢＲ６は、互いに異なる屈折率を有する３層以上の物質層が相互に積層された構造を有することも可能である。ブラッグ反射層については、前述されているので、具体的な説明は、省略する。
光がユニットフィルタ１００ｂに入射されれば、一部の光は、第５反射層ＤＢＲ５と第６ブラッグ反射層ＤＢＲ６との間において、第６共振層Ｒ６内部を往復することになり、その過程において、補強干渉と相殺干渉とを起こすようになり、他の光は、第１金属反射層Ｍ１と第２金属反射層Ｍ２との間において、第５共振層Ｒ５内部を往復することになり、その過程において、補強干渉と相殺干渉とを起こすことになる。そして、補強干渉条件を満足する特定中心波長を有する光がユニットフィルタ１００ｂの外部に出射される。ここで、第１金属反射層Ｍ１及び第２金属反射層Ｍ２の反射帯域、第５反射層ＤＢＲ５及び第６ブラッグ反射層ＤＢＲ６の反射帯域、及びキャビティＣの特性により、ユニットフィルタ１００ｂを通過する光の波長帯域及び中心波長が決定されうる。
図４においては、第６帯域フィルタ１６０が第５帯域フィルタ１５０をいずれも含むように説明されているが、それに限定されるものではない。第６帯域フィルタ１６０は、第５帯域フィルタ１５０の一部領域を含み、第５帯域フィルタ１５０も、第６帯域フィルタ１６０の一部領域を含んでもよい。また、第５帯域フィルタ１５０が、第６帯域フィルタ１６０をいずれも含んでもよい。ユニットフィルタ１００ｂの活用によって変更可能である。
図５は、一実施形態による、互いに異なる波長の光を透過させる分光フィルタを図示した図面である。図５に図示されているように、分光フィルタ２００は、第１ユニットフィルタ２１０と第２ユニットフィルタ２２０とを含んでもよい。第１ユニットフィルタ２１０及び第２ユニットフィルタ２２０それぞれは、図２に図示された第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１ないし第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４を含んでもよい。ただし、図２と比較すれば、図５のキャビティＣは、有効屈折率が互いに異なる第１キャビティＣ１及び第２キャビティＣ２を含んでもよい。該有効屈折率は、キャビティＣに含まれた物質の配列パターンによっても異なる。第１ユニットフィルタ２１０及び第２ユニットフィルタ２２０では、キャビティＣの有効屈折率を除いた第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１ないし第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４が、同一でもある。
キャビティＣは、互いに異なる屈折率を有する第５物質層１８１ａ及び第６物質層１８１ｂが相互に配される構造を有しうる。例えば、第５物質層１８１ａは、シリコンを含んでもよく、第６物質層１８１ｂは、シリコン酸化物を含んでもよい。しかし、それらに限定されるものではなく、それら以外にも、第５物質層１８１ａ及び第６物質層１８１ｂは、他の多様な物質を含んでもよい。
例えば、第１キャビティＣ１に配列された第５物質層１８１ａ及び第６物質層１８１ｂの幅と、第２キャビティＣ２に配列された第５物質層１８１ａ及び第６物質層１８１ｂの幅とが互いに異なりもする。それにより、第１キャビティＣ１の有効屈折率と、第２キャビティＣ２の有効屈折率とが互いに異なることにより、第１キャビティＣ１を透過する光の波長と、第２キャビティＣ２を透過する光の波長とが互いに異なりもする。
図５においては、第５物質層１８１ａ及び第６物質層１８１ｂが、第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１ないし第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４に垂直方向に配される場合が例示的に図示されている。しかし、それに限定されるものではなく、第５物質層１８１ａ及び第６物質層１８１ｂが、第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１ないし第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４に並ぶ方向に配されるか、あるいは第５物質層１８１ａ及び第６物質層１８１ｂが二次元的にも配される。
図６は、他の例示的な実施形態による分光フィルタの断面を図示したものである。図６を参照すれば、分光フィルタ３００は、同一平面上に配される第１フィルタグループ３１０及び第２フィルタグループ３２０を含む。第１フィルタグループ３１０は、第１ユニットフィルタ３１１、第２ユニットフィルタ３１２及び第３ユニットフィルタ３１３を含んでもよく、第２フィルタグループ３２０は、第４ユニットフィルタ３２１、第５ユニットフィルタ３２２及び第６ユニットフィルタ３２３を含んでもよい。
第１フィルタグループ３１０のユニットフィルタ３１１，３１２，３１３それぞれは、キャビティＣを共振層として利用する第７帯域フィルタ１７０、及び第７帯域フィルタ１７０を共振層として利用する第８帯域フィルタ１８０を含む。例えば、第７帯域フィルタ１７０は、キャビティＣ、及びキャビティＣを挟んで離隔配置される第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１及び第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２を含んでもよい。第８帯域フィルタ１８０は、キャビティＣ、第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１及び第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２を挟んで離隔配置される第３ブラッグ反射層ＤＢＲ３及び第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４を含んでもよい。第１フィルタグループの第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１ないし第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４は、図２に図示された第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１ないし第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４と同一であるため、具体的な説明は、省略する。
第１ユニットフィルタ３１１、第２ユニットフィルタ３１２及び第３ユニットフィルタ３１３それぞれは、第１キャビティＣ１１、第２キャビティＣ１２及び第３キャビティＣ１３を含んでもよい。
第１キャビティＣ１１は、互いに異なる屈折率を有する第５物質層１８１ａ及び第６物質層１８１ｂが相互に配される構造を有しうる。例えば、第５物質層１８１ａは、シリコンを含んでもよく、第６物質層１８１ｂは、シリコン酸化物を含んでもよい。しかし、それらに限定されるものではなく、それら以外にも、第１物質層１８１ａ及び第２物質層１８１ｂは、他の多様な物質を含んでもよい。
図６においては、第５物質層１８１ａ及び第６物質層１８１ｂが、第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１ないし第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４に垂直方向に配される場合が例示的に図示されている。しかし、それに限定されるものではなく、第５物質層１８１ａ及び第６物質層１８１ｂが、第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１ないし第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４に並んでいる方向に配されるか、あるいは第５物質層１８１ａ及び第６物質層１８１ｂが二次元的にも配される。
第１フィルタグループ３１０の第２ユニットフィルタ３１２及び第３ユニットフィルタ３１３は、キャビティＣの有効屈折率を除けば、前述の第１ユニットフィルタ３１１と同一である。例えば、第２ユニットフィルタ３１２の第２キャビティＣ１２は、第１キャビティＣ１１とは異なる幅の第５物質層１８１ａ及び第６物質層１８１ｂを含んでもよく、第３ユニットフィルタ３１３の第３キャビティＣ１３は、第１キャビティＣ１１及び第２キャビティＣ１２とは異なる厚みの第５物質層１８１ａ及び第６物質層１８１ｂを含んでもよい。それにより、第１キャビティＣ１１、第２キャビティＣ１２及び第３キャビティＣ１３は、互いに異なる有効屈折率を有することにより、第１ユニットフィルタ３１１、第２ユニットフィルタ３１２及び第３ユニットフィルタ３１３は、互いに異なる中心波長の光のみを透過させることができる。
第２フィルタグループ３２０のユニットフィルタ３２１，３２２，３２３それぞれは、キャビティＣを共有する第９帯域フィルタ１９０及び第１０帯域フィルタ１９５を含み、第９帯域フィルタ１９０は、第１０帯域フィルタ１９５の一部を共振層として利用し、第１０帯域フィルタ１９５は、第９帯域フィルタ１９０の一部を共振層として利用することができる。例えば、第９帯域フィルタ１９０は、キャビティＣ、及びキャビティＣを挟んで離隔配置される第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１及び第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２を含み、第１０帯域フィルタ１９５は、キャビティＣ、及びキャビティＣを挟んで離隔配置される第３ブラッグ反射層ＤＢＲ３及び第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４を含んでもよい。
第９帯域フィルタ１９０は、第３ブラッグ反射層ＤＢＲ３及び第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４のうちいずれか１層、例えば、第３ブラッグ反射層ＤＢＲ３とキャビティＣとを共振層として活用し、第１０帯域フィルタ１２０は、第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１及び第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２のうちいずれか１層、例えば、第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２とキャビティＣとを共振層で活用することができる。それにより、第２フィルタグループ３２０は、第１ブラッグ反射層ＤＢＲ１、第３ブラッグ反射層ＤＢＲ３、キャビティＣ、第２ブラッグ反射層ＤＢＲ２及び第４ブラッグ反射層ＤＢＲ４の順序にも配列される。
第４ユニットフィルタ３２１、第５ユニットフィルタ３２２及び第６ユニットフィルタ３２３それぞれは、第４キャビティＣ２１、第５キャビティＣ２２及び第６キャビティＣ２３を含んでもよい。第４キャビティＣ２１、第５キャビティＣ２２及び第６キャビティＣ２３は、互いに異なる有効屈折率を有しうる。第４キャビティＣ２１、第５キャビティＣ２１及び第６キャビティＣ２３それぞれは、第７物質層１９１ａと、第７物質層１９１ａ内部に配されるものであり、第７物質層１９１ａと異なる屈折率を有する少なくとも１層の第８物質層１９１ｂを含んでもよい。
図６には、第４キャビティＣ２１、第５キャビティＣ２２及び第６キャビティＣ２３それぞれが、第７物質層１９１ａと、第７物質層１９１ａ内部に互いに並ぶように配される複数の第８物質層１９１ｂを含む場合が例示的に図示されている。ここで、第７物質層１９１ａ及び第８物質層１９１ｂそれぞれは、例えば、シリコン、シリコン酸化物、シリコン窒化物またはチタン酸化物などを含んでもよい。具体的な例として、第７物質層１９１ａは、シリコン酸化物を含み、第２物質層１９１ｂは、チタン酸化物を含んでもよい。
第４キャビティＣ２１、第５キャビティＣ２２及び第６キャビティＣ２３は、第７物質層１９１ａの幅を調節することにより、有効屈折率を変化させることができる。図６には、第７物質層１９１ａが、第４キャビティＣ２１から第６キャビティＣ２３に行くほど幅広になるように設けられた場合が例示されている。その場合、第４キャビティＣ２１、第５キャビティＣ２２及び第６キャビティＣ２３のうち、第６キャビティＣ２３が最大の有効屈折率を有し、第４キャビティＣ２１は、最も小さい有効屈折率を有しうる。第４ユニットフィルタ３２１、第５ユニットフィルタ３２２及び第６ユニットフィルタ３２３のうち、第６ユニットフィルタ３２３が最も長い中心波長を有し、第４ユニットフィルタ３２１が最も短い中心波長を有しうる。また、キャビティＣの厚みまたは有効屈折率により、一部ユニットフィルタは、複数個の中心波長を有することもできる。
図７は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを概略的に図示した断面図である。
図７を参照すれば、分光フィルタ４００は、第１フィルタアレイ４１０及び第２フィルタアレイ４２０と、第１フィルタアレイ４１０及び第２フィルタアレイ４２０に設けられるマイクロレンズアレイ４６０と、を含む。第１フィルタアレイ４１０は、第１波長領域の中心波長を有する第１ユニットフィルタ４１１、第２ユニットフィルタ４１２及び第３ユニットフィルタ４１３を含んでもよく、第２フィルタアレイ４２０は、第２波長領域の中心波長を有する第４ユニットフィルタ４２１、第５ユニットフィルタ４２１及び第６ユニットフィルタ４２３を含んでもよい。
第１フィルタアレイ４１０に含まれたユニットフィルタは、前述のユニットフィルタののうちいずれか一つが適用されうる。第１フィルタアレイ４１０及び第２フィルタアレイ４２０に係わる説明は、省略する。
第１フィルタアレイ４１０及び第２フィルタアレイ４２０の上部には、複数のマイクロレンズ４６１を含むマイクロレンズアレイ４６０が設けられうる。マイクロレンズ４６１は、外部の光を、対応するユニットフィルタ４１１，４１２，４１３，４２１，４２２，４２３に集束させて入射させる役割を行うことができる。
図７には、マイクロレンズ４６１が、ユニットフィルタ４１１，４１２，４１３，４２１，４２２，４２３に一対一対応するように設けられた場合が例示的に図示されている。しかし、それは、単に例示的なものであり、１つのマイクロレンズ４６１に対応し、複数のユニットフィルタ４１１，４１２，４１３，４２１，４２２，４２３が設けられもする。
図８は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを概略的に図示した断面図である。
図８を参照すれば、分光フィルタ５００は、第１フィルタアレイ５１０及び第２フィルタアレイ５２０と、カラーフィルタアレイ５３０と、を含む。ここで、第１フィルタアレイ５１０及び第２フィルタアレイ５２０と、カラーフィルタアレイ５３０は、実質的に同一平面上にも設けられる。
第１フィルタアレイ５１０は、第１波長領域の中心波長を有する第１ユニットフィルタ５１１、第２ユニットフィルタ５１２及び第３ユニットフィルタ５１３を含んでもよく、第２フィルタアレイ５２０は、第２波長領域の中心波長を有する第４ユニットフィルタ５２１、第５ユニットフィルタ５２２及び第６ユニットフィルタ５２３を含んでもよい。第１フィルタアレイ５１０及び第２フィルタアレイ５２０に含まれたユニットフィルタ５１１，５１２，５１３，５２１，５２２，５２３は、前述のユニットフィルタが適用されうる。
カラーフィルタアレイ５３０は、例えば、赤色カラーフィルタ５３１、緑色カラーフィルタ５３２及び青色カラーフィルタ５３３を含んでもよい。ここで、赤色カラーフィルタ５３１は、およそ６００ｎｍ～７００ｎｍの波長帯域を有する赤色光を透過させることができ、緑色カラーフィルタ５３２は、およそ５００ｎｍ～６００ｎｍの波長帯域を有する緑色光を透過させることができ、青色カラーフィルタ５３３は、およそ４００ｎｍ～５００ｎｍの波長帯域を有する青色光を透過させることができる。そのような赤色カラーフィルタ５３１、緑色カラーフィルタ５３２及び青色カラーフィルタ５３３としては、例えば、液晶表示装置または有機発光表示装置のようなカラーディスプレイ装置に一般的に適用されるカラーフィルタが使用されうる。第１フィルタアレイ５１０及び第２フィルタアレイ５２０、並びにカラーフィルタアレイ５３０の上部には、複数のマイクロレンズ５６１を含むマイクロレンズアレイ５６０がさらに設けられうる。
本実施形態によれば、第１フィルタアレイ５１０及び第２フィルタアレイ５２０を利用し、ユニットフィルタ５１１，５１２，５１３，５２１，５２２，５２３の中心波長に係わる情報を得ることができるだけではなく、カラーフィルタアレイ５３０を利用し、赤色色、緑色色及び青色光の波長に係わる情報も、さらに得ることができる。
図９は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを概略的に図示した断面図である。
図９を参照すれば、分光フィルタ６００は、第１フィルタアレイ６１０及び第２フィルタアレイ６２０と、第１フィルタアレイ６１０及び第２フィルタアレイ６２０に設けられる追加フィルタアレイ６６０と、を含む。第１フィルタアレイ６１０は、第１波長領域の中心波長を有する第１ユニットフィルタ６１１、第２ユニットフィルタ６１２及び第３ユニットフィルタ６１３を含んでもよく、第２フィルタアレイ６２０は、第２波長領域の中心波長を有する第４ユニットフィルタ６２１、第５ユニットフィルタ６２２及び第６ユニットフィルタ６２３を含んでもよい。
第１フィルタアレイ６１０及び第２フィルタアレイ６２０に含まれたユニットフィルタは、前述のユニットフィルタが適用されるが、具体的な説明は、省略する。
追加フィルタアレイ６６０は、複数の追加フィルタ６６１，６６２，６６３を含んでもよい。図９には、第１追加フィルタ６６１が第１ユニットフィルタ６１１及び第２ユニットフィルタ６１２に対応して設けられ、第２追加フィルタ６６２が第３ユニットフィルタ６１３及び第４ユニットフィルタ６２１に対応して設けられ、第３追加フィルタ６６３が第５ユニットフィルタ６２２及び第６ユニットフィルタ６２３に対応して設けられている場合が図示されている。しかし、それは、単に例示的なものであり、第１追加フィルタ６６１、第２追加フィルタ６６２及び第３追加フィルタ６６３それぞれは、１つのユニットフィルタ６１１，６１２，６１３，６２１，６２２，６２３に対応するようにも設けられているか、あるいは３個以上のユニットフィルタ６１１，６１２，６１３，６２１，６２２，６２３に対応するようにも設けられることも可能である。
第１追加フィルタ６６１、第２追加フィルタ６６２及び第３追加フィルタ６６３それぞれは、対応するユニットフィルタ６１１，６１２，６１３，６２１，６２２，６２３が所望しない波長帯域の光を遮断する役割を行うことができる。例えば、第１ユニットフィルタ６１１及び第２ユニットフィルタ６１２が、およそ４００ｎｍ～５００ｎｍの波長帯域の中心波長を有する場合には、第１追加フィルタ６６１は、青色光を透過させる青色フィルタにもなる。また、第３ユニットフィルタ６１３及び第４ユニットフィルタ６２１がおよそ５００ｎｍ～６００ｎｍの波長帯域の中心波長を有する場合には、第２追加フィルタ６６２は、緑色光を透過させる緑色フィルタにもなる。そして、第５ユニットフィルタ６２２及び第６ユニットフィルタ６２３がおよそ６００ｎｍ～７００ｎｍの波長帯域の中心波長を有する場合には、第３追加フィルタ６６３は、赤色光を透過させる赤色フィルタにもなる。
追加フィルタアレイ６６０は、カラーフィルタアレイにもなる。その場合、第１追加フィルタ６６１、第２追加フィルタ６６２及び第３追加フィルタ６６３は、それぞれ青色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び赤色カラーフィルタにもなる。そのような青色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び赤色カラーフィルタとしては、例えば、液晶表示装置または有機発光表示装置のようなカラーディスプレイ装置に一般的に適用されるカラーフィルタが使用されうる。
追加フィルタアレイ６６０は、広帯域フィルタアレイにもなる。その場合、第１追加フィルタ６６１、第２追加フィルタ６６２及び第３追加フィルタ６６３は、第１広帯域フィルタ、第２広帯域フィルタ及び第３広帯域フィルタにもなる。ここで、該広帯域フィルタそれぞれは、例えば、マルチキャビティ（multi-cavity）構造または金属ミラー構造を有しうる。
図１０は、追加フィルタとして使用されうる分光フィルタの例示を図示したものである。
図１０を参照すれば、広帯域フィルタ７００は、互いに離隔されるように配される複数の反射層７３０，７４０，７５０と、反射層７３０，７４０，７５０の間に設けられる複数のキャビティ７１０，７２０と、を含んでもよい。図１０には、３層の反射層７３０，７４０，７５０と、２個のキャビティ７１０，７２０とが例示的に図示されているが、反射層７３０，７４０，７５０及びキャビティ７１０，７２０の数は、多様にも変形される。
反射層７３０，７４０，７５０それぞれは、分散ブラッグ反射器（ＤＢＲ）にもなる。そのような反射層７３０，７４０，７５０それぞれは、互いに異なる屈折率を有する複数の物質層が相互に積層された構造を有しうる。そして、キャビティ７１０，７２０それぞれは、所定の屈折率を有する物質を含むか、あるいは互いに異なる屈折率を有する２以上の物質を含んでもよい。
図１１は、追加フィルタとして使用されうる分光フィルタの他の例を図示したものである。
図１１を参照すれば、分光フィルタ８００は、互いに離隔されるように配される２層の金属反射層８２０，８３０と、金属反射層８２０，８３０の間に設けられるキャビティ８１０と、を含んでもよい。金属反射層８２０，８３０は、Ａｌ、Ａｇ、ＡｕまたはＴｉＮのような金属を含んでもよい。しかし、それらに限定されるものではない。そのような金属反射層８２０，８３０は、数十ｎｍほどの厚みにも設けられるが、それは、単に例示的なものである。具体的な例として、金属反射層８２０，８３０は、およそ１０ｎｍ～３０ｎｍほどの厚みを有しうる。
金属反射層８２０，８３０間に設けられるキャビティ８１０は、所定の屈折率を有する誘電物質を含んでもよい。例えば、キャビティ８１０は、シリコン、シリコン酸化物、シリコン窒化物、ハフニウム酸化物またはチタン酸化物を含んでもよい。しかし、それらに限定されるものではない。
図１２は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを概略的に図示した断面図である。
図１２を参照すれば、分光フィルタ９００は、第１フィルタアレイ９１０及び第２フィルタアレイ９２０と、第１フィルタアレイ９１０及び第２フィルタアレイ９２０に設けられる短波長遮断フィルタ９６０及び長波長遮断フィルタ９７０と、を含む。
第１フィルタアレイ９１０は、第１波長領域の中心波長を有する第１ユニットフィルタ９１１、第２ユニットフィルタ９１２及び第３ユニットフィルタ９１３を含んでもよく、第２フィルタアレイ９２０は、第２波長領域の中心波長を有する第４ユニットフィルタ９２１、第５ユニットフィルタ９２２及び第６ユニットフィルタ９２３を含んでもよい。
第１フィルタアレイ９１０及び第２フィルタアレイ９２０に含まれたユニットフィルタ９１１，９１２，９１３，９２１，９２２，９２３は、前述のユニットフィルタが適用されうる。
短波長遮断フィルタ９６０は、ユニットフィルタ９１１，９１２，９１３，９２１，９２２，９２３のうち、一部９１１，９１３，９２２にも設けられ、長波長遮断フィルタ９７０は、ユニットフィルタ９１１，９１２，９１３，９２１，９２２，９２３のうち、他の一部９１２，９２１，９２３にも設けられる。図１２には、短波長遮断フィルタ９６０及び長波長遮断フィルタ９７０それぞれが１つのユニットフィルタ９１１，９１２，９１３，９２１，９２２，９２３に対応するように設けられる場合が図示されているが、それに限定されず、短波長遮断フィルタ９６０及び長波長遮断フィルタ９７０それぞれは、２以上のユニットフィルタ９１１，９１２，９１３，９２１，９２２，９２３に対応するように設けられることも可能である。
短波長遮断フィルタ９６０は、例えば、可視光のような短波長の光を遮断する役割を行うことができる。そのような短波長遮断フィルタ９６０は、例えば、可視光を吸収することができる物質であるシリコンを、ユニットフィルタ９１１，９１２，９１３，９２１，９２２，９２３の一部９１１，９１３，９２２に蒸着することによっても作製される。短波長遮断フィルタ９６０が設けられたユニットフィルタ９１１，９１３，９２２は、可視光より波長が長い近赤外線（ＮＩＲ:near infrared）を透過させることができる。
長波長遮断フィルタ９７０は、例えば、近赤外線のような長波長の光を遮断する役割を行うことができる。そのような長波長遮断フィルタ９７０は、近赤外線遮断フィルタを含んでもよい。長波長遮断フィルタ９７０が設けられたユニットフィルタ９１２，９２１，９２３は、近赤外線より波長が短い可視光を透過させることができる。
本実施形態によれば短波長遮断フィルタ９６０及び長波長遮断フィルタ９７０を、第１フィルタアレイ９１０及び第２フィルタアレイ９２０に設けることにより、可視光帯域から近赤外線帯域まで具現することができる広帯域特性を有する分光フィルタ９００を作製することができる。
図１３は、図１のイメージセンサ１０に適用されうる分光フィルタ１０００の例示的な平面図である。
図１３を参照すれば、分光フィルタ１０００は、二次元形態に配列される複数のフィルタグループ１０１０を含んでもよい。ここで、各フィルタグループ１０１０は、４×４アレイ状に配列される１６個のユニットフィルタＦ１～Ｆ１６を含んでもよい。
第１ユニットフィルタＦ１及び第２ユニットフィルタＦ２は、紫外線領域の中心波長ＵＶ１，ＵＶ２を有し、第３ユニットフィルタＦ３、第４ユニットフィルタＦ４及び第５ユニットフィルタＦ５は、青色光領域の中心波長Ｂ１～Ｂ３を有しうる。第６ユニットフィルタＦ６ないし第１１ユニットフィルタＦ１１は、緑色光領域の中心波長Ｇ１～Ｇ６を有し、第１２ユニットフィルタＦ１２、第１３ユニットフィルタＦ１３及び第１４ユニットフィルタＦ１４は、赤色光領域の中心波長Ｒ１～Ｒ３を有しうる。そして、第１５ユニットフィルタＦ１５及び第１６ユニットフィルタＦ１６は、近赤外線領域の中心波長ＮＩＲ１，ＮＩＲ２を有しうる。
図１４は、図１のイメージセンサ１０に適用されうる分光フィルタ１０００の他の例示的な平面図である。図１４には、便宜上、１つのフィルタグループ１０２０に係わる平面図が図示されている。
図１４を参照すれば、各フィルタグループ１０２０は、３×３アレイ状に配列される９個のユニットフィルタＦ１～Ｆ９を含んでもよい。ここで、第１ユニットフィルタＦ１及び第２ユニットフィルタＦ２は、紫外線領域の中心波長ＵＶ１，ＵＶ２を有し、第４ユニットフィルタＦ４、第５ユニットフィルタＦ５及び第７ユニットフィルタＦ７は、青色光領域の中心波長Ｂ１～Ｂ３を有しうる。第３ユニットフィルタＦ３及び第６ユニットフィルタＦ６は、緑色光領域の中心波長Ｇ１，Ｇ２を有し、第８ユニットフィルタＦ８及び第９ユニットフィルタＦ９は、赤色光領域の中心波長Ｒ１，Ｒ２を有しうる。
図１５は、図１のイメージセンサ１０に適用されうる分光フィルタ１０００のさらに他の例示的な平面図である。図１５には、便宜上、１つのフィルタグループ１０３０に係わる平面図が図示されている。
図１５を参照すれば、各フィルタグループ１０３０は、５×５アレイ状に配列される２５個のユニットフィルタＦ１～Ｆ２５を含んでもよい。ここで、第１ユニットフィルタＦ１、第２ユニットフィルタＦ２及び第３ユニットフィルタＦ３は、紫外線領域の中心波長ＵＶ１～ＵＶ３を有し、第６ユニットフィルタＦ６、第７ユニットフィルタＦ７、第８ユニットフィルタＦ８、第１１ユニットフィルタＦ１１及び第１２ユニットフィルタＦ１２は、青色光領域の中心波長Ｂ１～Ｂ５を有しうる。第４ユニットフィルタＦ４、第５ユニットフィルタＦ５及び第９ユニットフィルタＦ９は、緑色光領域の中心波長Ｇ１～Ｇ３を有し、第１０ユニットフィルタＦ１０、第１３ユニットフィルタＦ１３、第１４ユニットフィルタＦ１４、第１５ユニットフィルタＦ１５、第１８ユニットフィルタＦ１８及び第１９ユニットフィルタＦ１９は、赤色光領域の中心波長Ｒ１～Ｒ６を有しうる。そして、第２０ユニットフィルタＦ２０、第２３ユニットフィルタＦ２３、第２４ユニットフィルタＦ２４及び第２５ユニットフィルタＦ２５は、近赤外線領域の中心波長ＮＩＲ１～ＮＩＲ４を有しうる。
前述の分光フィルタを含むイメージセンサ１０は、多様な高性能光学装置または高性能電子装置にも採用される。そのような電子装置は、例えば、スマートフォン、携帯電話、ハンドフォン、ＰＤＡ（personal digital assistant）、ラップトップ（laptop）、ＰＣ（personal computer）、多様な携帯用機器、家電製品、保安カメラ、医療用カメラ、自動車、事物インターネット（ＩｏＴ：internet of things）機器、その他のモバイルまたは非モバイルのコンピューティング装置でもあるが、それらに制限されるものではない。
該電子装置は、イメージセンサ１０以外にも、イメージセンサを制御するプロセッサ、例えば、アプリケーションプロセッサ（ＡＰ：application processor）をさらに含んでもよく、該プロセッサを介し、オペレーティングシステムまたは応用プログラムを駆動し、多数のハードウェア構成要素またはソフトウェア構成要素を制御することができ、各種のデータ処理及び演算を行うことができる。該プロセッサは、ＧＰＵ（graphics processing unit）及び／またはイメージ信号プロセッサ（image signal processor）をさらに含んでもよい。該プロセッサにイメージ信号プロセッサが含まれる場合、イメージセンサによって獲得されたイメージ（または、映像）を、プロセッサを利用して保存及び／または出力することができる。
図１６は、イメージセンサ１０を含む電子装置ＥＤ０１の一例を示すブロック図である。図１６を参照すれば、ネットワーク環境ＥＤ００において電子装置ＥＤ０１は、第１ネットワークＥＤ９８（近距離無線通信ネットワークなど）を介し、他の電子装置ＥＤ０２と通信するか、あるいは第２ネットワークＥＤ９９（遠距離無線通信ネットワークなど）を介し、さらに他の電子装置ＥＤ０４及び／またはサーバＥＤ０８と通信することができる。電子装置ＥＤ０１は、サーバＥＤ０８を介し、電子装置ＥＤ０４と通信することができる。電子装置ＥＤ０１は、プロセッサＥＤ２０、メモリＥＤ３０、入力装置ＥＤ５０、音響出力装置ＥＤ５５、表示装置ＥＤ６０、オーディオモジュールＥＤ７０、センサモジュールＥＤ７６、インターフェースＥＤ７７、ハプティックモジュールＥＤ７９、カメラモジュールＥＤ８０、電力管理モジュールＥＤ８８、バッテリＥＤ８９、通信モジュールＥＤ９０、加入者識別モジュールＥＤ９６及び／またはアンテナモジュールＥＤ９７を含んでもよい。電子装置ＥＤ０１には、それら構成要素のうち一部（表示装置ＥＤ６０など）が省略されるか、あるいは他の構成要素が追加されうる。該構成要素のうち一部は、１つの統合された回路としても具現される。例えば、センサモジュールＥＤ７６（指紋センサ、虹彩センサ、照度センサなど）は、表示装置ＥＤ６０（ディスプレイなど）に埋め込まれても具現される。また、イメージセン サ１０に分光機能が含まれる場合、センサモジュールの一部機能（カラーセンサ、照度センサ）は、別途のセンサモジュールではなく、イメージセンサ１０自体としても具現される。
プロセッサＥＤ２０は、ソフトウェア（プログラムＥＤ４０など）を実行し、プロセッサＥＤ２０に連結された電子装置ＥＤ０１のうち、１または複数個の他の構成要素（ハードウェア構成要素、ソフトウェア構成要素など）を制御することができ、多様なデータ処理または演算を行うことができる。該データ処理または該演算の一部として、プロセッサＥＤ２０は、他の構成要素（センサモジュールＥＤ７６、通信モジュールＥＤ９０など）から受信された命令及び／またはデータを、揮発性メモリＥＤ３２にロードし、揮発性メモリＥＤ３２に保存された命令及び／またはデータを処理し、結果データを、不揮発性メモリＥＤ３４に保存することができる。プロセッサＥＤ２０は、メインプロセッサＥＤ２１（中央処理装置、アプリケーションプロセッサなど）、及びそれと独立しているか、あるいは共に運用可能な補助プロセッサＥＤ２３（グラフィック処理装置、イメージシグナルプロセッサ、センサハブプロセッサ、コミュニケーションプロセッサなど）を含んでもよい。補助プロセッサＥＤ２３は、メインプロセッサＥＤ２１より電力を少なく使用し、特化された機能を遂行することができる。
補助プロセッサＥＤ２３は、メインヘプロセッサＥＤ２１がイナクティブ状態（スリープ状態）にある間、メインプロセッサＥＤ２１の代わりを行うか、あるいはメインプロセッサＥＤ２１がアクティブ状態（アプリケーション実行状態）にある間、メインプロセッサＥＤ２１と共に、電子装置ＥＤ０１の構成要素のうち一部構成要素（表示装置ＥＤ６０、センサモジュールＥＤ７６、通信モジュールＥＤ９０など）と係わる機能及び／または状態を制御することができる。補助プロセッサＥＤ２３（イメージシグナルプロセッサ、コミュニケーションプロセッサなど）は、機能的に関連性ある他の構成要素（カメラモジュールＥＤ８０、通信モジュールＥＤ９０など）の一部としても具現される。
メモリＥＤ３０は、電子装置ＥＤ０１の構成要素（プロセッサＥＤ２０、センサモジュールＥＤ７６など）が必要とする多様なデータを保存することができる。該データは、例えば、ソフトウェア（プログラムＥＤ４０など）、及びそれと係わる命令に対する入力データ及び／または出力データを含んでもよい。メモリＥＤ３０は、揮発性メモリＥＤ３２及び／または不揮発性メモリＥＤ３４を含んでもよい。不揮発性メモリＥＤ３２は、電子装置ＥＤ０１内に固定装着された内蔵メモリＥＤ３６と、脱着可能な外装メモリＥＤ３８とを含んでもよい。
プログラムＥＤ４０は、メモリＥＤ３０にソフトウェアとしても保存され、オペレーティングシステムＥＤ４２、ミドルウェアＥＤ４４及び／またはアプリケーションＥＤ４６を含んでもよい。
入力装置ＥＤ５０は、電子装置ＥＤ０１の構成要素（プロセッサＥＤ２０など）に使用される命令及び／またはデータを、電子装置ＥＤ０１の外部（ユーザなど）から受信することができる。入力装置ＥＤ５０は、マイク、マウス、キーボード及び／またはデジタルペン（スタイラスペンなど）を含んでもよい。
音響出力装置ＥＤ５５は、音響信号を、電子装置ＥＤ０１の外部に出力することができる。音響出力装置ＥＤ５５は、スピーカ及び／またはレシーバを含んでもよい。該スピーカは、マルチメディア再生または録音再生のように、一般的な用途に使用され、該レシーバは、着信電話を受信するためにも使用される。該レシーバは、スピーカの一部に結合されているか、あるいは独立し別途の装置としても具現される。
表示装置ＥＤ６０は、電子装置ＥＤ０１の外部に、情報を視覚的に提供することができる。表示装置ＥＤ６０は、ディスプレイ、ホログラム装置またはプロジェクタ、及び当該装置を制御するための制御回路を含んでもよい。表示装置ＥＤ６０は、タッチを感知するように設定されたタッチ回路（touch circuitry）、及び／またはタッチによって生じる力の強度を測定するように設定されたセンサ回路（圧力センサなど）を含んでもよい。
オーディオモジュールＥＤ７０は、音を電気信号に変換させるか、あるいは、反対に電気信号を音に変換させることができる。オーディオモジュールＥＤ７０は、入力装置ＥＤ５０を介して音を獲得するか、あるいは音響出力装置ＥＤ５５及び／または電子装置ＥＤ０１と直接または無線で連結された他の電子装置（電子装置ＥＤ０２など）のスピーカ及び／またはヘッドホンを介し、音を出力することができる。
センサモジュールＥＤ７６は、電子装置ＥＤ０１の作動状態（電力、温度など）、または外部の環境状態（ユーザ状態など）を感知し、感知された状態に対応する電気信号及び／またはデータ値を生成することができる。センサモジュールＥＤ７６は、ジェスチャセンサ、ジャイロセンサ、気圧センサ、マグネチックセンサ、加速度センサ、グリップセンサ、近接センサ、カラーセンサ、ＩＲ（infrared）センサ、生体センサ、温度センサ、湿度センサ及び／または照度センサを含んでもよい。
インターフェースＥＤ７７は、電子装置ＥＤ０１が、他の電子装置（電子装置ＥＤ０２など）と直接または無線で連結されるためにも使用される、１または複数の指定されたプロトコルを支援することができる。インターフェースＥＤ７７は、ＨＤＭＩ（high definition multimedia interface、登録商標）、ＵＳＢ（universal serial bus）インターフェース、ＳＤ（secure digital）カードインターフェース及び／またはオーディオインターフェースを含んでもよい。
連結端子ＥＤ７８は、電子装置ＥＤ０１が、他の電子装置（電子装置ＥＤ０２など）と物理的に連結されうるコネクタを含んでもよい。連結端子ＥＤ７８は、ＨＤＭＩコネクタ、ＵＳＢコネクタ、ＳＤカードコネクタ及び／またはオーディオコネクタ（ヘッドホンコネクタなど）を含むものでもある。
ハプティックモジュールＥＤ７９は、電気的信号をユーザが、触覚または運動感覚を介して認知することができる機械的な刺激（振動、動きなど）、または電気的な刺激に変換することができる。ハプティックモジュールＥＤ７９は、モータ、圧電素子及び／または電気刺激装置を含んでもよい。
カメラモジュールＥＤ８０は、静止映像及び動画を撮影することができる。カメラモジュールＥＤ８０は、１または複数のレンズを含むレンズアセンブリ、図１のイメージセンサ１０、イメージシグナルプロセッサ、及び／またはフラッシュを含んでもよい。カメラモジュールＥＤ８０に含まれたレンズアセンブリは、イメージ撮影の対象である被写体から放出される光を収集することができる。
電力管理モジュールＥＤ８８は、電子装置ＥＤ０１に供給される電力を管理することができる。電力管理モジュールＥＤ８８は、ＰＭＩＣ（power management integrated circuit）の一部としても具現される。
バッテリＥＤ８９は、電子装置ＥＤ０１の構成要素に電力を供給することができる。バッテリＥＤ８９は、再充電不可能な一次電池、再充電可能な二次電池、及び／または燃料電池を含んでもよい。
通信モジュールＥＤ９０は、電子装置ＥＤ０１と、他の電子装置（電子装置ＥＤ０２、電子装置ＥＤ０４、サーバＥＤ０８など）との直接（有線）通信チャンネル及び／または無線通信チャンネルの樹立、及び樹立された通信チャンネルを介する通信遂行を支援することができる。通信モジュールＥＤ９０は、プロセッサＥＤ２０（アプリケーションプロセッサなど）と独立して運用され、直接通信及び／または無線通信を支援する、１または複数のコミュニケーションプロセッサを含んでもよい。通信モジュールＥＤ９０は、無線通信モジュールＥＤ９２（セルラ通信モジュール、近距離無線通信モジュール、ＧＮＳＳ（global navigation satellite system））通信モジュールなど）及び／または有線通信モジュールＥＤ９４（ＬＡＮ（local area network）通信モジュール、電力線通信モジュールなど）を含んでもよい。それら通信モジュールのうち、該当する通信モジュールは、第１ネットワークＥＤ９８（ブルートゥース（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（wireless fidelity） directまたはＩｒＤＡ（infrared data association）のような近距離通信ネットワーク）または第２ネットワークＥＤ９９（セルラネットワーク、インターネットまたはコンピューターネットワーク（ＬＡＮ、ＷＡＮなど）のような遠距離通信ネットワーク）を介し、他の電子装置と通信することができる。そのようなさまざまな種類の通信モジュールは、１つの構成要素（単一チップなど）に統合されるか、あるいは互いに別途の複数の構成要素（複数チップ）によっても具現される。無線通信モジュールＥＤ９２は、加入者識別モジュールＥＤ９６に保存された加入者情報（国際モバイル加入者識別子（ＩＭＳＩ）など）を利用し、第１ネットワークＥＤ９８及び／または第２ネットワークＥＤ９９のような通信ネットワーク内において、電子装置ＥＤ０１を確認して認証することができる。
アンテナモジュールＥＤ９７は、信号及び／または電力を、外部（他の電子装置など）に送信するか、あるいは外部から受信することができる。アンテナは、基板（ＰＣＢ（printed circuit board）など）上に形成された導電性パターンによってなる放射体を含んでもよい。アンテナモジュールＥＤ９７は、１または複数のアンテナを含んでもよい。複数のアンテナが含まれた場合、通信モジュールＥＤ９０により、複数のアンテナのうち、第１ネットワークＥＤ９８及び／または第２ネットワークＥＤ９９のような通信ネットワークで使用される通信方式に適するアンテナが選択されうる。選択されたアンテナを介し、通信モジュールＥＤ９０と他、他の電子装置との間に、信号及び／または電力が送信されたり受信されたりする。該アンテナ以外に、他の部品（ＲＦＩＣ（radio frequency integrated circuit）など）がアンテナモジュールＥＤ９７の一部としても含まれる。
構成要素のうち一部は、周辺機器との通信方式（バス、ＧＰＩＯ（general purpose input and output）、ＳＰＩ（serial peripheral interface）、ＭＩＰＩ（mobile industry processor interface）など）を介して互いに連結され、信号（命令、データなど）を相互交換することができる。
命令またはデータは、第２ネットワークＥＤ９９に連結されたサーバＥＤ０８を介し、電子装置ＥＤ０１と、外部の電子装置ＥＤ０４との間において、送信されたり受信されたりする。他の電子装置ＥＤ０２，ＥＤ０４は、電子装置ＥＤ０１と同一であるか、あるいは異なる種類の装置でもある。電子装置ＥＤ０１で実行される動作の全部または一部は、他の電子装置ＥＤ０２，ＥＤ０４，ＥＤ０８のうち、１または複数の装置で実行されうる。例えば、電子装置ＥＤ０１が、ある機能やサービスを遂行しなければならないとき、該機能または該サービスを自主的に実行させる代わりに、１または複数の他の電子装置にその機能またはそのサービスの一部または全体を遂行するように要請することができる。要請を受信した、１または複数の他の電子装置は、要請と係わる追加機能またはサービスを実行し、その実行の結果を、電子装置ＥＤ０１に伝達することができる。そのために、クラウドコンピューティング技術、分散コンピューティング技術及び／またはクライアント・サーバコンピューティング技術が利用されうる。
図１７は、図１６のカメラモジュールＥＤ８０を例示するブロック図である。図１７を参照すれば、カメラモジュールＥＤ８０は、レンズアセンブリＣＭ１０、フラッシュＣＭ２０、イメージセンサ（例：イメージセンサ１０（図１）、イメージスタビライザＣＭ４０、メモリＣＭ５０（バッファメモリなど）及び／またはイメージシグナルプロセッサＣＭ６０を含んでもよい。レンズアセンブリＣＭ１０は、イメージ撮影の対象である被写体から放出される光を収集することができる。カメラモジュールＥＤ８０は、複数のレンズアセンブリＣＭ１０を含み、そのような場合、カメラモジュールＥＤ８０は、デュアルカメラ、３６０°カメラまたは球形カメラ（spherical camera）にもなる。複数のレンズアセンブリＣＭ１０のうち一部は、同一レンズ属性（画角、焦点距離、自動焦点、Ｆナンバー（Ｆ number）、光学ズームなど）を有するか、あるいは他のレンズ属性を有しうる。レンズアセンブリＣＭ１０は、広角レンズまたは望遠レンズを含んでもよい。
フラッシュＣＭ２０は、被写体から放出されたり反射されたりする光を強化するために使用される光を放出することができる。フラッシュＣＭ２０は、１または複数の発光ダイオード（ＲＧＢ（red-green-blue）ＬＥＤ、white ＬＥＤ、infrared ＬＥＤ、ultraviolet ＬＥＤなど）及び／またはキセノンランプ（xenon lamp）を含んでもよい。イメージセンサ１０は、図１で説明したイメージセンサでもあり、被写体から放出されたり反射されたりし、レンズアセンブリＣＭ１０を介して伝達された光を、電気的な信号に変換することにより、被写体に対応するイメージを獲得することができる。イメージセンサ１０は、ＲＧＢセンサ、ＢＷ（black and white）センサ、ＩＲセンサまたはＵＶセンサのように、属性が異なるイメージセンサのうちから選択された、１または複数のセンサを含んでもよい。イメージセンサ１０に含まれたそれぞれのセンサは、ＣＣＤセンサ及び／またはＣＭＯＳセンサとしても具現される。
イメージスタビライザＣＭ４０は、カメラモジュールＥＤ８０、またはそれを含む電子装置ＣＭ０１の動きに反応し、レンズアセンブリＣＭ１０に含まれた、１または複数個のレンズまたはイメージセンサ１０を、特定方向に動かしたり、イメージセンサ１０の動作特性を制御（リードアウト（read-out）タイミングの調整など）したりし、動きによる否定的な影響が補償されるようにする。イメージスタビライザＣＭ４０は、カメラモジュールＥＤ８０の内部または外部に配されたジャイロセンサ（図示せず）または加速度センサ（図示せず）を利用し、カメラモジュールＥＤ８０または電子装置ＥＤ０１の動きを感知することができる。イメージスタビライザＣＭ４０は、光学式にも具現される。
メモリＣＭ５０は、イメージセンサ１０を介して獲得されたイメージの一部データまたは全体データを、次のイメージ処理作業のために保存することができる。例えば、複数のイメージが高速に獲得される場合、獲得された原本データ（ベイヤーパターン（Bayer-patterned）データ、高解像度データなど）は、メモリＣＭ５０に保存し、低解像度イメージのみをディスプレイした後、選択された（ユーザ選択など）イメージの原本データがイメージシグナルプロセッサＣＭ６０に伝達されるようにするのにも使用される。メモリＣＭ５０は、電子装置ＥＤ０１のメモリＥＤ３０に統合されているか、あるいは独立して運用される別途のメモリとしても構成される。
イメージシグナルプロセッサＣＭ６０は、イメージセンサ１０を介して獲得されたイメージ、またはメモリＣＭ５０に保存されたイメージデータにつき、イメージ処理を行うことができる。イメージ処理は、デプス地図（depth map）生成、三次元モデリング、パノラマ生成、特徴点抽出、イメージ合成及び／またはイメージ補償（ノイズ低減、解像度調整、明るさ調整、ぼかし（blurring）、シャープニング（sharpening）、ソフトニング（softening）など）を含んでもよい。イメージシグナルプロセッサＣＭ６０は、カメラモジュールＥＤ８０に含まれた構成要素（イメージセンサ１０など）に対する制御（露出時間制御またはリードアウトタイミング制御など）を行うことができる。イメージシグナルプロセッサＣＭ６０によって処理されたイメージは、追加処理のために、メモリＣＭ５０にさらに保存されるか、あるいはカメラモジュールＥＤ８０の外部構成要素（メモリＥＤ３０、表示装置ＥＤ６０、電子装置ＥＤ０２、電子装置ＥＤ０４、サーバＥＤ０８など）に提供されうる。イメージシグナルプロセッサＣＭ６０は、プロセッサＥＤ２０に統合されるか、あるいはプロセッサＥＤ２０と独立して運用される別途のプロセッサとしても構成される。イメージシグナルプロセッサＣＭ６０が、プロセッサＥＤ２０と別途のプロセッサとして構成された場合、イメージシグナルプロセッサＣＭ６０によって処理されたイメージは、プロセッサＥＤ２０により、さらなるイメージ処理を経た後、表示装置ＥＤ６０を介しても表示される。
電子装置ＥＤ０１は、それぞれ異なる属性または機能を有する複数のカメラモジュールＥＤ８０を含んでもよい。そのような場合、複数のカメラモジュールＥＤ８０のうち一つは、広角カメラであり、他の一つは、望遠カメラでもある。類似して、複数のカメラモジュールＥＤ８０のうち一つは、前面カメラであり、他の一つは、背面カメラでもある。
一実施形態によるイメージセンサ１０は、図１８に図示されたモバイルフォンまたはスマートフォン１１００、図１９に図示されたタブレットまたはスマートタブレット１２００、図２０に図示されたデジタルカメラまたはカムコーダ１３００、図２１に図示されたノート型パソコン１４００、または図２２に図示されたテレビまたはスマートテレビ１５００などに適用されうる。例えば、スマートフォン１１００またはスマートタブレット１２００は、高解像度イメージセンサがそれぞれ搭載された複数の高解像度カメラを含んでもよい。該高解像度カメラを利用し、映像内被写体のデプス情報を抽出するか、映像のアウトフォーカシングを調節するか、あるいは映像内被写体を自動的に識別することができる。
また、イメージセンサ１０は、図２３に図示されたスマート冷蔵庫１６００、図２４に図示された保安カメラ１７００、図２５に図示されたロボット１８００、図２６に図示された医療用カメラ１９００などに適用されうる。例えば、スマート冷蔵庫１６００は、イメージセンサを利用し、冷蔵庫内にある食料品を自動的に認識し、特定食料品の存在いかん、入庫されたり出庫されたりする食料品の種類などを、スマートフォンを介し、ユーザに知らせることができる。保安カメラ１７００は、超高解像度映像を提供することができ、高感度を利用し、暗い環境においても、映像内の事物または人を認識可能にする。ロボット１８００は、人が直接近付くことができない災害現場または産業現場に投入され、高解像度映像を提供することができる。医療用カメラ１９００は、診断または手術のための高解像度映像を提供することができ、視野を動的に調節することができる。
また、イメージセンサ１０は、図２７に図示されているように、車両２０００に適用されうる。車両２０００は、多様な位置に配された複数の車両用カメラ２０１０，２０２０，２０３０，２０４０を含んでもよく、それぞれの車両用カメラ２０１０，２０２０，２０３０，２０４０は、一実施形態によるイメージセンサを含んでもよい。車両２０００は、複数の車両用カメラ２０１０，２０２０，２０３０，２０４０を利用し、車両２０００の内部または周辺に係わる多様な情報を運転手に提供することができ、映像内の事物または人を自動的に認識し、自律走行に必要な情報を提供することができる。
例示的な実施形態によれば、分光フィルタがキャビティを共有しながら、反射波長帯域が異なる複数個の帯域フィルタを含むことにより、広帯域特性を具現することができる。
他の例示的な実施形態によれば、前述の分光フィルタを含むイメージセンサが提供され、該イメージセンサを含む電子装置が提供されうる。
前述の分光フィルタを具備するイメージセンサ及びそれを含む電子装置が、たとえ図面に図示された一実施形態を参照して説明されたにしても、それらは、例示的なものに過ぎず、当該分野において当業者であるならば、それらから、多様な変形、及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するであろう。従って、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点から考慮されなければならない。権利範囲は、前述の説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、それらと同等な範囲内にある全ての差異は、権利範囲に含まれたものであると解釈されなければならないのである。
１０ イメージセンサ
１１ 分光フィルタ
１２ センシング素子
１００，１００ａ ユニットフィルタ
１１０ 第１帯域フィルタ
１２０ 第２帯域フィルタ
Ｃ キャビティ
ＤＢＲ ブラッグ反射層
Ｒ 共振層

Claims (20)

  1. 分光フィルタにおいて、
    キャビティを含む第１共振層と、
    前記第１共振層を挟んで離隔配置される第１ブラッグ反射層及び第２ブラッグ反射層と、
    前記第１ブラッグ反射層及び第２ブラッグ反射層のうち少なくとも一部と、前記キャビティとを含む第２共振層と、
    前記第２共振層を挟んで離隔配置される第３ブラッグ反射層及び第４ブラッグ反射層と、を含み、
    第１ブラッグ反射層は、第３ブラッグ反射層と接し、第２ブラッグ反射層は、第４ブラッグ反射層と接する、分光フィルタ。
  2. 前記第１ブラッグ反射層ないし前記第４ブラッグ反射層それぞれは、
    互いに異なる屈折率を有する複数の物質層が相互に積層された構造を有する、請求項１に記載の分光フィルタ。
  3. 前記第１ブラッグ反射層ないし前記第４ブラッグ反射層それぞれは、分散ブラッグ反射器（ＤＢＲ）を含む、請求項１に記載の分光フィルタ。
  4. 前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層は、
    前記第１共振層を基準に対称である、請求項１に記載の分光フィルタ。
  5. 前記第３ブラッグ反射層及び前記第４ブラッグ反射層は、
    前記第２共振層を基準に対称である、請求項１に記載の分光フィルタ。
  6. 前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層に含まれた物質層の厚みは、
    前記第３ブラッグ反射層及び前記第４ブラッグ反射層に含まれた物質層の厚みと互いに異なる、請求項１に記載の分光フィルタ。
  7. 前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層に含まれた物質層の厚みは、
    前記第３ブラッグ反射層及び前記第４ブラッグ反射層に含まれた物質層の厚みより薄い、請求項１に記載の分光フィルタ。
  8. 前記第２共振層は、
    前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層を含む、請求項１に記載の分光フィルタ。
  9. 前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層の第１面それぞれは、前記第１共振層と接する、請求項８に記載の分光フィルタ。
  10. 前記第１面それぞれと対向する前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層の第２面それぞれは、前記第３ブラッグ反射層及び前記第４ブラッグ反射層に接する、請求項９に記載の分光フィルタ。
  11. 前記第２共振層は、
    前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層のうちいずれか１層のみを含む、請求項１に記載の分光フィルタ。
  12. 前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層のうちいずれか１層だけが、前記第１共振層と接する、請求項１１に記載の分光フィルタ。
  13. 前記第１ブラッグ反射層及び前記第２ブラッグ反射層のうち残り１層は、前記第３ブラッグ反射層及び前記第４ブラッグ反射層のうちいずれか１層を挟み、前記第１共振層と離隔配置される、請求項１１に記載の分光フィルタ。
  14. 前記分光フィルタを透過する波の波長は、前記キャビティの有効屈折率、及び前記キャビティの厚みのうち少なくとも一つによって決定される、請求項１に記載の分光フィルタ。
  15. 前記分光フィルタは、
    第１波長の光が透過される第１ユニットフィルタと、前記第１波長と異なる第２波長の光が透過される第２ユニットフィルタと、を含む、請求項１に記載の分光フィルタ。
  16. 前記第１ユニットフィルタに含まれた前記キャビティの有効屈折率と、前記第２ユニットフィルタに含まれた前記キャビティの有効屈折率は、互いに異なる、請求項１５に記載の分光フィルタ。
  17. 前記第１ユニットフィルタに含まれた前記キャビティの物質パターンと、前記第２ユニットフィルタに含まれた前記キャビティの物質パターンと、が互いに異なる、請求項１６に記載の分光フィルタ。
  18. 請求項１ないし１７のうちいずれか１項に記載の分光フィルタと、
    前記分光フィルタを透過した光を受光する画素アレイと、を含む、イメージセンサ。
  19. 請求項１８に記載のイメージセンサを含む電子装置。
  20. 前記電子装置は、モバイルフォン、スマートフォン、タブレット、スマートタブレット、デジタルカメラ、カムコーダ、ノート型パソコン、テレビ、スマートテレビ、スマート冷蔵庫、保安カメラ、ロボットまたは医療用カメラを含む、請求項１９に記載の電子装置。
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