KR20200138158A - 촬상 소자 및 촬상 장치 - Google Patents
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Abstract
촬상 장치와 상기 촬상 장치를 포함하는 전자 기기가 제공된다. 상기 촬상 장치는, 기판과, 상기 기판에 형성된 복수의 광전변환 유닛과, 복수의 컬러 필터를 포함하고, 상기 복수의 광전변환 유닛 내의 각각의 광전변환 유닛은 상기 복수의 컬러 필터 내의 적어도 하나의 대응하는 컬러 필터와 관련되고, 복수의 적외광 필터를 포함하고, 상기 복수의 광전변환 유닛 내의 광전변환 유닛 중 적어도 일부는 상기 복수의 적외광 필터 내의 적어도 하나의 대응하는 적외광 필터와 관련된다.
Description
본 출원은, 2018년 3월 30일에 일본에 출원된 JP2018-068896호에 의거한 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
본 기술은, 촬상 소자 및 촬상 장치에 관한 것이다. 상세하게는, 적외광의 촬상을 행하는 촬상 소자 및 촬상 장치에 관한 것이다.
종래, 야간 등의 저조도 환경하에서 적외광에 의한 촬상을 행하는 촬상 장치가 사용되고 있다. 이와 같은 촬상 장치에서, 적외광에 의거한 화상 신호로서 휘도 신호만이 생성되는 경우에는, 모노클로의 화상을 얻게 된다. 모노클로의 화상은 시인성이 낮기 때문에, 감시 카메라 등의 용도에서, 의심자 등의 피사체의 식별이 곤란해진다는 문제가 있다. 그래서, 모노클로의 화상에 채색을 행하여 컬러화하여, 시인성의 향상이나 자연스러운 배색에 의한 표현력의 향상을 도모한 촬상 장치가 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
상술한 촬상 장치에서는, 적외광이 조사된 피사체로부터의 반사광에 의해 적외 화상을 촬상한다. 또한, 복수색의 가시 레이저광을 조합시켜서 형성된 패턴이 투영된 그 피사체로부터의 반사광에 의해 컬러 화상을 촬상한다. 이 컬러 화상을 이용하여 복수색의 가시 레이저광의 반사광 강도에 응한 색정보를 결정하고, 이 색정보에 의거하여, 적외 화상에 색을 부여한다. 이에 의해, 컬러화한 적외 화상을 생성한다.
상술한 종래 기술에서는, 피사체에 적외광을 조사하면서 적외 화상을 취득함과 함께 가시 레이저광을 조사하면서 컬러 화상을 촬상하고, 이들 2개의 화상을 영역마다 처리하여 적외 화상에 채색을 행할 필요가 있어서, 장치의 구성이 복잡하게 된다는 문제가 있다.
본 기술은, 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 피사체로부터의 적외광을 촬상한 화상으로부터 컬러 화상을 생성하는 촬상 장치의 구성을 간략화하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 기술은, 상술한 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것이고, 그 제1의 양태는, 적외광을 투과함과 함께 가시광 중 제1의 가시광을 투과하는 제1의 컬러 필터와 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제1의 적외광을 감쇠하는 제1의 적외광 필터를 구비하고, 상기 제1의 컬러 필터 및 상기 제1의 적외광 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호를 생성하는 제1의 화소와, 상기 적외광을 투과함과 함께 상기 가시광 중 제2의 가시광을 투과하는 제2의 컬러 필터와 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제2의 적외광을 감쇠하는 제2의 적외광 필터를 구비하고, 상기 제2의 컬러 필터 및 상기 제2의 적외광 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호를 생성하는 제2의 화소와, 상기 적외광을 투과함과 함께 상기 가시광 중 제3의 가시광을 투과하는 제3의 컬러 필터와 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제3의 적외광을 감쇠하는 제3의 적외광 필터를 구비하고, 상기 제3의 컬러 필터 및 상기 제3의 적외광 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호를 생성하는 제3의 화소를 구비하는 촬상 소자이다. 이에 의해, 가시광 중 제1의 가시광을 투과함과 함께 적외광 중 제1의 적외광을 감쇠하는 필터를 갖는 화소가 촬상 소자에 배치된다는 작용을 가져온다. 또한, 가시광 중 제2의 가시광을 투과함과 함께 적외광 중 제2의 적외광을 감쇠하는 필터를 갖는 화소가 촬상 소자에 배치된다는 작용을 또한 가져온다. 또한, 가시광 중 제3의 가시광을 투과함과 함께 적외광 중 제3의 적외광을 감쇠하는 필터가 배치되는 화소가 촬상 소자에 배치된다는 작용을 또한 가져온다. 이들 3개의 화소에 의한 제1, 제2 및 제3의 가시광 및 제1, 제2 및 제3의 적외광에 응한 화상 신호의 생성이 상정된다.
또한, 이 제1의 양태에 있어서, 상기 제1의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제1의 컬러 필터 및 상기 제1의 적외광 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하고, 상기 제2의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제2의 컬러 필터 및 상기 제2의 적외광 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하고, 상기 제3의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제3의 컬러 필터 및 상기 제3의 적외광 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하여도 좋다. 이에 의해, 온 칩 렌즈가 컬러 필터 및 적외광 필터를 통하여 입사광을 집광한다는 작용을 가져온다.
또한, 본 기술의 제2의 양태는, 적외광을 투과함과 함께 가시광 중 제1의 가시광을 투과하는 제1의 컬러 필터와 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제1의 적외광을 감쇠하는 제1의 적외광 필터를 구비하고, 상기 제1의 컬러 필터 및 상기 제1의 적외광 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호를 생성하는 제1의 화소와, 상기 적외광을 투과함과 함께 상기 가시광 중 제2의 가시광을 투과하는 제2의 컬러 필터와 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제2의 적외광을 감쇠하는 제2의 적외광 필터를 구비하고, 상기 제2의 컬러 필터 및 상기 제2의 적외광 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호를 생성하는 제2의 화소와, 상기 적외광을 투과함과 함께 상기 가시광 중 제3의 가시광을 투과하는 제3의 컬러 필터와 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터의 어느 하나를 구비하고, 상기 제3의 컬러 필터와 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터의 어느 하나를 투과한 광에 응한 화상 신호를 생성하는 제3의 화소를 구비하는 촬상 소자이다. 이에 의해, 가시광 중 제1의 가시광을 투과함과 함께 적외광 중 제1의 적외광을 감쇠하는 필터를 갖는 화소가 촬상 소자에 배치된다는 작용을 가져온다. 또한, 가시광 중 제2의 가시광을 투과함과 함께 적외광 중 제2의 적외광을 감쇠하는 필터가 배치되는 화소가 촬상 소자에 배치된다는 작용을 또한 가져온다. 또한, 가시광 중 제3의 가시광을 투과함과 함께 적외광 중 제1의 적외광을 감쇠하는 필터 및 제2의 적외광을 감쇠하는 필터의 어느 하나가 배치되는 화소가 촬상 소자에 배치된다는 작용을 또한 가져온다. 이들 3개의 화소에 의한 제1, 제2 및 제3의 가시광 및 제1 및 제2의 적외광에 응한 화상 신호의 생성이 상정된다.
또한, 이 제2의 양태에 있어서, 상기 제1의 적외광 및 상기 제2의 적외광은, 각각의 파장이 적어도 30㎚ 달라도 좋다. 이에 의해, 적어도 파장이 30㎚ 다른 제1 및 제2의 적외광이 적외광 필터에 의해 감쇠된다는 작용을 가져온다.
또한, 이 제2의 양태에 있어서, 상기 제1의 적외광 및 상기 제2의 적외광은, 파장이 약 750㎚, 850㎚ 및 940㎚ 중의 어느 하나라도 좋다. 이에 의해, 750㎚, 850㎚ 및 940㎚의 적어도 2개의 파장의 적외광이 감쇠된다는 작용을 가져온다.
또한, 이 제2의 양태에 있어서, 상기 제1의 화소, 상기 제2의 화소 및 상기 제3의 화소는, 적어도 약 750㎚, 850㎚ 및 940㎚의 어느 하나인 파장의 광에 응한 화상 신호를 생성하여도 좋다. 이에 의해, 약 750㎚, 850㎚ 및 940㎚의 어느 하나인 파장을 포함하는 광에 응한 화상 신호가 생성된다는 작용을 가져온다.
또한, 이 제2의 양태에 있어서, 상기 제1의 가시광, 상기 제2의 가시광 및 상기 제3의 가시광은, 적색광, 녹색광 및 청색광 중의 어느 하나라도 좋다. 이에 의해, 적색광, 녹색광 및 청색광이 컬러 필터에 의해 투과된다는 작용을 가져온다.
또한, 이 제2의 양태에 있어서, 상기 제1의 화소, 상기 제2의 화소 및 상기 제3의 화소는, 베이어 배열로 구성되어도 좋다. 이에 의해, 베이어 배열로 구성된 화소에 의해 화상 신호가 생성된다는 작용을 가져온다.
또한, 이 제2의 양태에 있어서, 상기 제3의 화소에서의 상기 제3의 가시광이 녹색광이고, 상기 베이어 배열로 구성된 2개의 상기 제3의 화소는, 각각 다른 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터를 구비하여도 좋다. 이에 의해, 베이어 배열에서의 녹색광을 투과하는 컬러 필터가 배치된 화소에서 다른 파장의 적외광이 감쇠된다는 작용을 가져온다.
또한, 이 제2의 양태에 있어서, 상기 제1의 화소, 상기 제2의 화소 및 상기 제3의 화소가 2차원 격자형상으로 배치된 화소 영역과, 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터의 적어도 하나에 인접함과 함께 상기 화소 영역의 주위에 배치된 평탄화막을 또한 구비하여도 좋다. 이에 의해, 화소 영역의 주위에서의 제1의 적외광 필터 또는 제2의 적외광 필터에 인접하여 평탄화막이 배치된다는 작용을 가져온다.
또한, 이 제2의 양태에 있어서, 상기 평탄화막은, 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터의 적어도 하나에 의해 구성되어도 좋다. 이에 의해, 화소 영역의 주위의 영역에 적외광 필터 또는 제2의 적외광 필터가 배치된다는 작용을 가져온다.
또한, 이 제2의 양태에 있어서, 인접하는 상기 제2의 화소 및 상기 제3의 화소에서의 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터의 사이를 차광하는 차광부를 또한 구비하여도 좋다. 이에 의해, 인접하는 적외광 필터의 사이에 차광부가 배치된다는 작용을 가져온다.
또한, 이 제2의 양태에 있어서, 상기 제1의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제1의 컬러 필터 및 상기 제1의 적외광 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하고, 상기 제2의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제2의 컬러 필터 및 상기 제2의 적외광 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하고, 상기 제3의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제3의 컬러 필터와 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터의 어느 하나를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하여도 좋다. 이에 의해, 온 칩 렌즈가 컬러 필터 및 적외광 필터를 통하여 입사광을 집광한다는 작용을 가져온다.
또한, 본 기술의 제3의 양태는, 가시광 영역에서 제1의 가시광을 투과하는 대역 통과형의 여광을 행하여 적외광 영역에서 제1의 적외광을 감쇠시키는 대역 제거형의 여광을 행하는 제1의 필터를 구비하여 상기 제1의 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호를 생성하는 제1의 화소와, 상기 가시광 영역에서 제2의 가시광을 투과하는 대역 통과형의 여광을 행하고, 적외광 영역에서 제2의 적외광을 감쇠시키는 대역 제거형의 여광을 행하는 제2의 필터를 구비하여 상기 제2의 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호를 생성하는 제2의 화소와, 상기 가시광 영역에서 제3의 가시광을 투과하는 대역 통과형의 여광을 행하고, 적외광 영역에서 제1의 적외광 및 제2의 적외광의 어느 하나를 감쇠시키는 대역 제거형의 여광을 행하는 제3의 필터를 구비하여 상기 제3의 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호를 생성하는 제3의 화소를 구비하는 촬상 소자이다. 이에 의해, 가시광 중 제1의 가시광을 투과함과 함께 적외광 중 제1의 적외광을 감쇠하는 필터를 갖는 화소가 촬상 소자에 배치된다는 작용을 가져온다. 또한, 가시광 중 제2의 가시광을 투과함과 함께 적외광 중 제2의 적외광을 감쇠하는 필터가 배치된 화소가 촬상 소자에 배치된다는 작용을 또한 가져온다. 또한, 가시광 중 제3의 가시광을 투과함과 함께 적외광 중 제1의 적외광을 감쇠하는 필터 및 제2의 적외광을 감쇠하는 필터의 어느 하나가 배치된 화소가 촬상 소자에 배치된다는 작용을 또한 가져온다. 이들 3개의 화소에 의한 제1, 제2 및 제3의 가시광 및 제1 및 제2의 적외광에 응한 화상 신호의 생성이 상정된다.
또한, 이 제3의 양태에 있어서, 상기 제1의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제1의 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하고, 상기 제2의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제2의 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하고, 상기 제3의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제3의 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하여도 좋다. 이에 의해, 온 칩 렌즈가 컬러 필터 및 적외광 필터를 통하여 입사광을 집광한다는 작용을 가져온다.
또한, 본 기술의 제4의 양태는, 적외광을 투과함과 함께 가시광 중 제1의 가시광을 투과하는 제1의 컬러 필터와 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제1의 적외광을 감쇠하는 제1의 적외광 필터를 구비하고, 상기 제1의 컬러 필터 및 상기 제1의 적외광 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호인 제1의 화상 신호를 생성하는 제1의 화소와, 상기 적외광을 투과함과 함께 상기 가시광 중 제2의 가시광을 투과하는 제2의 컬러 필터와 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제2의 적외광을 감쇠하는 제2의 적외광 필터를 구비하고, 상기 제2의 컬러 필터 및 상기 제2의 적외광 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호인 제2의 화상 신호를 생성하는 제2의 화소와, 상기 적외광을 투과함과 함께 상기 가시광 중 제3의 가시광을 투과하는 제3의 컬러 필터와 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터의 어느 하나를 구비하고, 상기 제3의 컬러 필터와 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터의 어느 하나를 투과한 광에 응한 화상 신호인 제3의 화상 신호를 생성하는 제3의 화소와, 상기 생성된 제1의 화상 신호와 상기 생성된 제2의 화상 신호와 상기 생성된 제3의 화상 신호에 의거하여 상기 제1의 적외광에 응한 화상 신호인 제1의 적외광 신호와 상기 제2의 적외광에 응한 화상 신호인 제2의 적외광 신호와 상기 제1의 적외광 및 상기 제2의 적외광과는 다른 적외광에 응한 화상 신호인 제3의 적외광 신호를 생성하는 처리 회로를 구비하는 촬상 장치이다. 이에 의해, 가시광 중 제1의 가시광을 투과함과 함께 적외광 중 제1의 적외광을 감쇠하는 필터를 갖는 화소가 촬상 소자에 배치된다는 작용을 가져온다. 또한, 가시광 중 제2의 가시광을 투과함과 함께 적외광 중 제2의 적외광을 감쇠하는 필터가 배치된 화소가 촬상 소자에 배치된다는 작용을 또한 가져온다. 또한, 가시광 중 제3의 가시광을 투과함과 함께 적외광 중 제1의 적외광을 감쇠하는 필터 및 제2의 적외광을 감쇠하는 필터의 어느 하나가 배치된 화소가 촬상 소자에 배치된다는 작용을 또한 가져온다. 또한, 이들 3개의 화소에 의한 제1, 제2 및 제3의 가시광 및 제1 및 제2의 적외광에 응한 화상 신호가 생성된다는 작용을 가져온다.
또한, 본 기술의 제4의 양태에 있어서, 상기 처리 회로는, 상기 생성된 제1의 화상 신호와 상기 생성된 제2의 화상 신호와 상기 생성된 제3의 화상 신호의 상호의 차분(差分)에 의거하여 상기 제1의 적외광 신호와 상기 제2의 적외광 신호와 상기 제3의 적외광 신호를 생성하여도 좋다. 이에 의해, 제1, 제2 및 제3의 적외광 신호가 제1, 제2 및 제3의 화상 신호의 상호의 차분에 의해 생성된다는 작용을 가져온다.
또한, 본 기술의 제4의 양태에 있어서, 피사체에 적외광을 조사하는 광원을 또한 구비하여도 좋다. 이에 의해, 광원으로부터의 적외광이 피사체에 조사된다는 작용을 가져온다.
또한, 본 기술의 제4의 양태에 있어서, 상기 광원은, 상기 제1의 적외광 및 상기 제2의 적외광을 포함하는 적외광을 조사하여도 좋다. 이에 의해, 제1의 적외광 및 제2의 적외광이 피사체에 조사된다는 작용을 가져온다.
또한, 본 기술의 제4의 양태에 있어서, 상기 적외광을 차광하는 적외광 차광 필터와, 피사체와 상기 제1의 화소, 상기 제2의 화소 및 상기 제3의 화소 사이의 광로에 상기 적외광 차광 필터를 삽입함에 의해 상기 적외광의 상기 제1의 화소, 상기 제2의 화소 및 상기 제3의 화소에의 입사를 제어하는 적외광 차광 필터 제어부를 또한 구비하고, 상기 처리 회로는, 상기 적외광 차광 필터 제어부에 의해 상기 적외광 차광 필터가 상기 광로에 삽입된 때에 상기 생성된 제1의 화상 신호와 상기 생성된 제2의 화상 신호와 상기 생성된 제3의 화상 신호에 의거하여 상기 제1의 가시광에 응한 화상 신호와 상기 제2의 가시광에 응한 화상 신호와 상기 제3의 가시광에 응한 화상 신호를 생성하여도 좋다. 이에 의해, 제1, 제2 및 제3의 가시광에 응한 화상 신호를 생성할 때에 적외광이 차광된다는 작용을 가져온다.
또한, 이 제4의 양태에 있어서, 상기 제1의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제1의 컬러 필터 및 상기 제1의 적외광 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하고, 상기 제2의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제2의 컬러 필터 및 상기 제2의 적외광 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하고, 상기 제3의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제3의 컬러 필터와 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터의 어느 하나를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하여도 좋다. 이에 의해, 온 칩 렌즈가 컬러 필터 및 적외광 필터를 통하여 입사광을 집광한다는 작용을 가져온다.
또한, 본 개시의 제5의 양태는, 온 칩 렌즈부와, 수광부와, 상기 온 칩 렌즈부 및 상기 수광부의 사이에 배치되는 제1의 필터층과, 상기 온 칩 렌즈부 및 상기 수광부의 사이에 배치되는 제2의 필터층을 구비하고, 상기 온 칩 렌즈부는, 제1의 온 칩 렌즈와 제2의 온 칩 렌즈와 제3의 온 칩 렌즈를 구비하고, 상기 제1의 필터층은, 적외광을 투과함과 함께 가시광 중 제1의 가시광을 투과하는 제1의 컬러 필터와, 적외광을 투과함과 함께 가시광 중 제2의 가시광을 투과하는 제2의 컬러 필터와, 적외광을 투과함과 함께 가시광 중 제3의 가시광을 투과하는 제3의 컬러 필터를 구비하고, 상기 제2의 필터층은, 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제1의 적외광을 감쇠하는 제1의 적외광 필터와, 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제2의 적외광을 감쇠하는 제2의 적외광 필터와, 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제3의 적외광을 감쇠하는 제3의 적외광 필터를 구비하고, 상기 수광부는, 제1의 광전변환부와 제2의 광전변환부와 제3의 광전변환부를 구비하고, 상기 제1의 컬러 필터 및 상기 제1의 적외광 필터는, 상기 제1의 온 칩 렌즈와 상기 제1의 광전변환부의 사이에 배치되고, 상기 제2의 컬러 필터 및 상기 제2의 적외광 필터는, 상기 제2의 온 칩 렌즈와 상기 제2의 광전변환부의 사이에 배치되고, 상기 제3의 컬러 필터 및 상기 제3의 적외광 필터는, 상기 제3의 온 칩 렌즈와 상기 제3의 광전변환부의 사이에 배치되는 촬상 소자이다. 이에 의해, 컬러 필터 및 적외광 필터가 온 칩 렌즈 및 광전변환부의 사이에 배치된다는 작용을 가져온다.
또한, 본 개시의 제6의 양태는, 온 칩 렌즈부와, 수광부와, 상기 온 칩 렌즈부 및 상기 수광부의 사이에 배치되는 제1의 필터층과, 상기 온 칩 렌즈부 및 상기 수광부의 사이에 배치되는 제2의 필터층을 구비하고, 상기 온 칩 렌즈부는, 제1의 온 칩 렌즈와 제2의 온 칩 렌즈와 제3의 온 칩 렌즈를 구비하고, 상기 제1의 필터층은, 적외광을 투과함과 함께 가시광 중 제1의 가시광을 투과하는 제1의 컬러 필터와, 적외광을 투과함과 함께 가시광 중 제2의 가시광을 투과하는 제2의 컬러 필터와, 적외광을 투과함과 함께 가시광 중 제3의 가시광을 투과하는 제3의 컬러 필터를 구비하고, 상기 제2의 필터층은, 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제1의 적외광을 감쇠하는 제1의 적외광 필터와, 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제2의 적외광을 감쇠하는 제2의 적외광 필터와, 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제3의 적외광을 감쇠하는 제3의 적외광 필터를 구비하고, 상기 수광부는, 제1의 광전변환부와 제2의 광전변환부와 제3의 광전변환부를 구비하고, 상기 제1의 광전변환부는, 상기 제1의 온 칩 렌즈와 상기 제1의 컬러 필터와 상기 제1의 적외광 필터를 투과한 광의 광전변환을 행하고, 상기 제2의 광전변환부는, 상기 제2의 온 칩 렌즈와 상기 제2의 컬러 필터와 상기 제2의 적외광 필터를 투과한 광의 광전변환을 행하고, 상기 제3의 광전변환부는, 상기 제3의 온 칩 렌즈와 상기 제3의 컬러 필터와 상기 제3의 적외광 필터를 투과한 광의 광전변환을 행하는 촬상 소자이다. 이에 의해, 광전변환부는, 컬러 필터 및 적외광 필터를 투과한 입사광의 광전변환을 행한다는 작용을 가져온다.
본 기술에 의하면, 피사체로부터의 적외광을 촬상한 화상으로부터 컬러 화상을 생성하는 촬상 장치의 구성을 간략화한다는 우수한 효과를 이룬다.
도 1은 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 촬상 소자의 구성례를 도시하는 도면.
도 2는 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 화소의 구성례를 도시하는 도면.
도 3a는 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 배치례를 도시하는 도면.
도 3b는 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 배치례를 도시하는 도면.
도 4는 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 컬러 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 5는 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 6a는 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 6b는 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 6c는 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 7은 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 화소에서의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 8은 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 적외광에 응한 화상 신호의 생성의 한 예를 도시하는 도면.
도 9는 본 기술의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 한 예를 도시하는 도면.
도 10은 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 배치례를 도시하는 도면.
도 11은 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 조합의 한 예를 도시하는 도면.
도 12a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 12b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 12c는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 13a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 13b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 13c는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 14a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 14b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 14c는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 15a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 15b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 15c는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 16a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 16b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 16c는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 17a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 17b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 17c는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 18a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광에 응한 화상 신호의 생성의 한 예를 도시하는 도면.
도 18b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광에 응한 화상 신호의 생성의 한 예를 도시하는 도면.
도 18c는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광에 응한 화상 신호의 생성의 한 예를 도시하는 도면.
도 19a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 19b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 19c는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 19d는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 19e는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 19f는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 20a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 다른 예를 도시하는 도면.
도 20b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 다른 예를 도시하는 도면.
도 20c는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 다른 예를 도시하는 도면.
도 20d는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 다른 예를 도시하는 도면.
도 20e는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 다른 예를 도시하는 도면.
도 21a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 다른 예를 도시하는 도면.
도 21b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 다른 예를 도시하는 도면.
도 22는 본 기술의 제3의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 배치례를 도시하는 도면.
도 23은 본 기술의 제3의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 24는 본 기술의 제3의 실시의 형태에 관한 적외광에 응한 화상 신호의 생성의 한 예를 도시하는 도면.
도 25는 본 기술의 제4의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 배치례를 도시하는 도면.
도 26은 본 기술의 제5의 실시의 형태에 관한 화소의 구성례를 도시하는 도면.
도 27은 본 기술의 제6의 실시의 형태에 관한 화소의 구성례를 도시하는 도면.
도 28a는 본 기술의 제6의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 28b는 본 기술의 제6의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 28c는 본 기술의 제6의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 28d는 본 기술의 제6의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 28e는 본 기술의 제6의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 28f는 본 기술의 제6의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 29는 본 기술의 제7의 실시의 형태에 관한 화소의 구성례를 도시하는 도면.
도 30a는 본 기술의 제7의 실시의 형태에 관한 화소의 배치례를 도시하는 도면.
도 30b는 본 기술의 제7의 실시의 형태에 관한 화소의 배치례를 도시하는 도면.
도 30c는 본 기술의 제7의 실시의 형태에 관한 화소의 배치례를 도시하는 도면.
도 30d는 본 기술의 제7의 실시의 형태에 관한 화소의 배치례를 도시하는 도면.
도 31a는 본 기술의 제8의 실시의 형태에 관한 촬상 소자의 구성례를 도시하는 도면.
도 31b는 본 기술의 제8의 실시의 형태에 관한 촬상 소자의 구성례를 도시하는 도면.
도 32a는 본 기술의 제8의 실시의 형태에 관한 촬상 소자의 구성의 다른 예를 도시하는 도면.
도 32b는 본 기술의 제8의 실시의 형태에 관한 촬상 소자의 구성의 다른 예를 도시하는 도면.
도 32c는 본 기술의 제8의 실시의 형태에 관한 촬상 소자의 구성의 다른 예를 도시하는 도면.
도 33은 본 기술이 적용될 수 있는 촬상 장치의 한 예인 카메라의 개략적인 구성례를 도시하는 블록도.
도 34는 차량 제어 시스템의 개략적인 구성의 한 예를 도시하는 블록도.
도 35는 차외 정보 검출부 및 촬상부의 설치 위치의 한 예를 도시하는 설명도.
도 2는 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 화소의 구성례를 도시하는 도면.
도 3a는 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 배치례를 도시하는 도면.
도 3b는 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 배치례를 도시하는 도면.
도 4는 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 컬러 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 5는 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 6a는 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 6b는 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 6c는 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 7은 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 화소에서의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 8은 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 적외광에 응한 화상 신호의 생성의 한 예를 도시하는 도면.
도 9는 본 기술의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 한 예를 도시하는 도면.
도 10은 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 배치례를 도시하는 도면.
도 11은 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 조합의 한 예를 도시하는 도면.
도 12a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 12b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 12c는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 13a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 13b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 13c는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 14a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 14b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 14c는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 15a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 15b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 15c는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 16a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 16b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 16c는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 17a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 17b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 17c는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 18a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광에 응한 화상 신호의 생성의 한 예를 도시하는 도면.
도 18b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광에 응한 화상 신호의 생성의 한 예를 도시하는 도면.
도 18c는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광에 응한 화상 신호의 생성의 한 예를 도시하는 도면.
도 19a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 19b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 19c는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 19d는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 19e는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 19f는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 20a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 다른 예를 도시하는 도면.
도 20b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 다른 예를 도시하는 도면.
도 20c는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 다른 예를 도시하는 도면.
도 20d는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 다른 예를 도시하는 도면.
도 20e는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 다른 예를 도시하는 도면.
도 21a는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 다른 예를 도시하는 도면.
도 21b는 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 다른 예를 도시하는 도면.
도 22는 본 기술의 제3의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 배치례를 도시하는 도면.
도 23은 본 기술의 제3의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 24는 본 기술의 제3의 실시의 형태에 관한 적외광에 응한 화상 신호의 생성의 한 예를 도시하는 도면.
도 25는 본 기술의 제4의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 배치례를 도시하는 도면.
도 26은 본 기술의 제5의 실시의 형태에 관한 화소의 구성례를 도시하는 도면.
도 27은 본 기술의 제6의 실시의 형태에 관한 화소의 구성례를 도시하는 도면.
도 28a는 본 기술의 제6의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 28b는 본 기술의 제6의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 28c는 본 기술의 제6의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 28d는 본 기술의 제6의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 28e는 본 기술의 제6의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 28f는 본 기술의 제6의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면.
도 29는 본 기술의 제7의 실시의 형태에 관한 화소의 구성례를 도시하는 도면.
도 30a는 본 기술의 제7의 실시의 형태에 관한 화소의 배치례를 도시하는 도면.
도 30b는 본 기술의 제7의 실시의 형태에 관한 화소의 배치례를 도시하는 도면.
도 30c는 본 기술의 제7의 실시의 형태에 관한 화소의 배치례를 도시하는 도면.
도 30d는 본 기술의 제7의 실시의 형태에 관한 화소의 배치례를 도시하는 도면.
도 31a는 본 기술의 제8의 실시의 형태에 관한 촬상 소자의 구성례를 도시하는 도면.
도 31b는 본 기술의 제8의 실시의 형태에 관한 촬상 소자의 구성례를 도시하는 도면.
도 32a는 본 기술의 제8의 실시의 형태에 관한 촬상 소자의 구성의 다른 예를 도시하는 도면.
도 32b는 본 기술의 제8의 실시의 형태에 관한 촬상 소자의 구성의 다른 예를 도시하는 도면.
도 32c는 본 기술의 제8의 실시의 형태에 관한 촬상 소자의 구성의 다른 예를 도시하는 도면.
도 33은 본 기술이 적용될 수 있는 촬상 장치의 한 예인 카메라의 개략적인 구성례를 도시하는 블록도.
도 34는 차량 제어 시스템의 개략적인 구성의 한 예를 도시하는 블록도.
도 35는 차외 정보 검출부 및 촬상부의 설치 위치의 한 예를 도시하는 설명도.
다음에, 도면을 참조하여, 본 기술을 실시하기 위한 형태(이하, 실시의 형태라고 칭한다)를 설명한다. 이하의 도면에서, 동일 또는 유사한 부분에는 동일 또는 유사한 부호를 붙이고 있다. 단, 도면은, 모식적인 것이고, 각 부분의 치수의 비율 등은 현실의 것과는 반드시 일치하지는 않는다. 또한, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수의 관계나 비율이 다른 부분이 포함되는 것은 물론이다. 또한, 이하의 순서로 실시의 형태의 설명을 행한다.
1. 제1의 실시의 형태
2. 제2의 실시의 형태
3. 제3의 실시의 형태
4. 제4의 실시의 형태
5. 제5의 실시의 형태
6. 제6의 실시의 형태
7. 제7의 실시의 형태
8. 제8의 실시의 형태
9. 카메라 시스템에의 응용례
10.이동체에의 응용례
<1. 제1의 실시의 형태>
[촬상 소자의 구성]
도 1은, 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 촬상 소자의 구성례를 도시하는 도면이다. 동 도면의 촬상 소자(1)는, 화소 어레이부(10)와, 수직 구동부(20)와, 칼럼 신호 처리부(30)와, 제어부(40)를 구비한다.
화소 어레이부(10)는, 화소(100)가 2차원 격자형상으로 배치되어 구성된 것이다.
여기서, 화소(100)는, 조사된 광에 응한 화상 신호를 생성하는 것이다. 이 화소(100)는, 조사된 광에 응한 전하를 생성하는 광전변환부를 갖는다. 또한 화소(100)는, 화소 회로를 또한 갖는다. 이 화소 회로는, 광전변환부에 의해 생성된 전하에 의거한 화상 신호를 생성한다. 화상 신호의 생성은, 후술하는 수직 구동부(20)에 의해 생성된 제어 신호에 의해 제어된다. 화소 어레이부(10)에는, 신호선(11 및 12)이 XY 매트릭스형상으로 배치된다. 신호선(11)은, 화소(100)에서의 화소 회로의 제어 신호를 전달하는 신호선이고, 화소 어레이부(10)의 행마다 배치되고, 각 행에 배치되는 화소(100)에 대해 공통으로 배선된다. 신호선(12)은, 화소(100)의 화소 회로에 의해 생성된 화상 신호를 전달하는 신호선이고, 화소 어레이부(10)의 열마다 배치되고, 각 열에 배치되는 화소(100)에 대해 공통으로 배선된다. 이들 광전변환부 및 화소 회로는, 반도체 기판에 형성된다.
수직 구동부(20)는, 화소(100)의 화소 회로의 제어 신호를 생성하는 것이다. 이 수직 구동부(20)는, 생성한 제어 신호를 동 도면의 신호선(11)을 통하여 화소(100)에 전달한다. 칼럼 신호 처리부(30)는, 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호를 처리하는 것이다. 이 칼럼 신호 처리부(30)는, 동 도면의 신호선(12)을 통하여 화소(100)로부터 전달된 화상 신호의 처리를 행한다. 칼럼 신호 처리부(30)에서의 처리에는, 예를 들면, 화소(100)에서 생성된 아날로그의 화상 신호를 디지털의 화상 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환이 해당한다. 칼럼 신호 처리부(30)에 의해 처리된 화상 신호는, 촬상 소자(1)의 화상 신호로서 출력된다. 제어부(40)는, 촬상 소자(1)의 전체를 제어하는 것이다. 이 제어부(40)는, 수직 구동부(20) 및 칼럼 신호 처리부(30)를 제어하는 제어 신호를 생성하여 출력함에 의해, 촬상 소자(1)의 제어를 행한다. 제어부(40)에 의해 생성된 제어 신호는, 신호선(41 및 42)에 의해 수직 구동부(20) 및 칼럼 신호 처리부(30)에 대해 각각 전달된다.
[화소의 구성]
도 2는, 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 화소의 구성례를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 화소 어레이부(10)에 배치된 화소(100)의 구성을 도시하는 모식 단면도이다.
화소(100)는, 온 칩 렌즈(111)와, 컬러 필터(120)와, 적외광 필터(130)와, 평탄화막(141)과, 차광막(142)과, 반도체 기판(151)과, 절연층(161)과, 배선층(162)과, 지지 기판(171)을 구비한다.
반도체 기판(151)은, 도 1에서 설명한 화소(100)의 광전변환부나 화소 회로의 반도체 부분이 형성되는 반도체의 기판이다. 또한, 반도체 기판(151)에는, 수직 구동부(20), 칼럼 신호 처리부(30) 및 제어부(40)의 반도체 부분이 또한 형성된다. 동 도면에서는, 이들 중, 화소(100)의 광전변환부(154)를 기재하고 있다. 동 도면의 반도체 기판(151)은, 편의상, p형의 웰 영역으로 구성되는 것으로 상정한다. 광전변환부(154)는, n형 반도체 영역(153)과 당해 n형 반도체 영역(153)의 주위의 p형의 웰 영역에 의해 구성된다. n형 반도체 영역(153) 및 p형의 웰 영역의 계면에 형성된 pn 접합에서 입사광에 응한 광전변환이 행하여지고, 이 광전변환에 의해 생성된 전하가 n형 반도체 영역(153)에 유지된다. 이 광전변환부(154)의 광전변환에 의해 생성된 전하에 의거하여, 부도시한 화소 회로에 의해 화상 신호가 생성된다.
또한, 반도체 기판(151)에서의 화소(100)의 사이에는, 화소 분리부(152)가 배치된다. 이 화소 분리부(152)는, 화소(100)의 사이에서의 전하의 이동을 막는 영역이다. 또한, 반도체 기판(151)의 표면에는 절연막(155)이 배치된다. 광전변환부(154) 및 화소 회로 외에, 수직 구동부(20), 칼럼 신호 처리부(30) 및 제어부(40)(어느 것이나 부도시)가 반도체 기판(151)에 형성된다. 또한, 반도체 기판(151)은, 특허청구의 범위에 기재된 수광부의 한 예이다.
배선층(162)은, 화소(100)에서 생성된 화상 신호나 화소 회로를 제어하는 제어 신호를 전달하는 배선이다. 이 배선층(162)은, 도 1에서 설명한 신호선(11 및 12)을 구성한다. 또한, 배선층(162)은, 절연층(161)에 의해 상호 절연된다. 또한, 동 도면의 화소(100)를 구비하는 촬상 소자(1)는, 배선층(162)이 반도체 기판(151)에서의 광이 입사되는 면과는 다른 면에 배치된 이면 조사형의 촬상 소자이다.
온 칩 렌즈(111)는, 입사광을 광전변환부(154)에 집광하는 렌즈이다. 이 온 칩 렌즈(111)는, 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)를 통하여 입사광을 광전변환부(154)에 입사시킨다. 온 칩 렌즈(111)는, 화소(100)마다 배치된다. 이들 복수의 온 칩 렌즈(111)는, 온 칩 렌즈부(110)를 구성한다.
컬러 필터(120)는, 가시광 중 소정 파장의 가시광을 투과하는 광학적인 필터이다. 여기서, 가시광에는, 예를 들면, 380㎚ 내지 750㎚의 파장의 광이 해당한다. 이 컬러 필터(120)로서, 예를 들면, 적색광(파장 700㎚), 녹색광(파장 546㎚) 및 청색광(436㎚)을 각각 투과시키는 3종의 컬러 필터를 사용할 수 있다. 이들의 컬러 필터(120)는, 대응하는 파장의 가시광만을 투과시킨다. 예를 들면, 적색광에 대응하는 컬러 필터(120)는, 적색광 이외의 가시광인 녹색광이나 청색광 등을 감쇠시킨다. 이와 같이, 컬러 필터(120)는, 가시광의 영역에서 대역 통과형의 여광(濾光)을 행한다. 한편, 컬러 필터(120)는, 적외광을 투과한다. 여기서, 적외광에는, 예를 들면, 750㎚ 내지 1200㎚의 파장의 광이 해당한다.
적외광 필터(130)는, 적외광 중 소정 파장의 적외광을 감쇠하는 광학적인 필터이다. 이 적외광 필터(130)로서, 예를 들면, 750㎚, 850㎚ 및 940㎚의 파장의 적외광을 감쇠시키는 3종의 적외광 필터(130)를 사용할 수 있다. 이들의 적외광 필터(130)는, 대응하는 파장의 적외광을 감쇠시켜서 제거한다. 즉, 적외광 필터(130)는, 적외광 중 대응하는 파장 이외의 파장의 적외광을 투과한다. 또한, 촬상 소자(1)의 촬상 대상인 피사체에 LED 광원 등으로부터 적외광이 조사될 때에는, 조사되는 적외광과 동등한 파장의 적외광을 감쇠하는 적외광 필터(130)를 사용할 수 있다. 이와 같은 LED 광원 및 적외광 필터(130)를 3개의 파장마다 배치하여 촬상을 행함에 의해, 3개의 파장 중의 2개의 파장의 적외광에 의거한 화상 신호를 생성할 수 있다. 이와 같이 적외광 필터(130)는, 적외광의 영역에서 대역 제거형의 여광을 행한다. 한편, 적외광 필터(130)는, 가시광을 투과한다.
이들 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)를 적층하여 화소(100)에 배치함에 의해, 화소(100)에 입사하는 광에 대해 소정 파장의 가시광을 투과함과 함께 소정 파장의 적외광을 감쇠시킬 수 있다. 그리고, 소정 파장의 가시광 및 소정 파장을 제외한 파장의 적외광에 응한 화상 신호를 생성할 수 있다. 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)의 구성의 상세에 관해서는 후술한다.
차광막(142)은, 반도체 기판(151)의 표면에서의 화소(100)의 경계에 배치되고, 인접하는 화소(100)의 컬러 필터(120)를 투과한 광을 차광하는 막이다. 평탄화막(141)은, 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)가 형성될 때의 반도체 기판(151)의 표면을 평탄화하는 막이다. 이 평탄화막(141)은, 절연막(155) 및 차광막(142)과 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)의 사이에 배치된다.
[촬상 소자의 구성]
도 3a-b는, 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 배치례를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 촬상 소자(1)의 복수의 화소(100)에서의 컬러 필터 및 적외광 필터의 배치를 도시한 도면이다. 또한, 동 도면은, 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 투과하는 컬러 필터(120)와 750㎚, 850㎚ 및 940㎚의 파장의 적외광을 각각 감쇠하는 적외광 필터(130)의 배치를 도시한 도면이다. 동 도면에서, 「R」은 적색광을 투과하는 컬러 필터(120)를 나타내고, 「G」는 녹색광을 투과하는 컬러 필터(120)를 나타내고, 「B」는 청색광을 투과하는 컬러 필터(120)를 나타낸다. 이와 같이 컬러 필터(120)가 화소(100)에 배치됨에 의해, 각각의 컬러 필터(120)에 응한 화상 신호가 화소(100)에 의해 생성된다.
즉, 적색광을 투과하는 컬러 필터(120)가 배치된 화소(100)는 적색광에 응한 화상 신호를 생성하고, 녹색광을 투과하는 컬러 필터(120)가 배치된 화소(100)는 녹색광에 응한 화상 신호를 생성한다. 또한, 청색광을 투과시키는 컬러 필터(120)가 배치된 화소(100)는, 청색광에 응한 화상 신호를 생성한다. 이하, 적색, 녹색 및 청색에 대응하는 컬러 필터(120)를 각각 적색광 컬러 필터(120), 녹색광 컬러 필터(120) 및 청색광 컬러 필터(120)라고 칭한다. 또한, 이하, 적색광 컬러 필터(120), 녹색광 컬러 필터(120) 및 청색광 컬러 필터(120)가 배치된 화소(100)를 각각 적색 화소(100), 녹색 화소(100) 및 청색 화소(100)라고 칭한다.
또한, 동 도면에서, 「SIR750」은 파장 750㎚의 적외광을 감쇠시키는 적외광 필터(130)를 나타내고, 「SIR850」은 파장 850㎚의 적외광을 감쇠시키는 적외광 필터(130)를 나타낸다. 「SIR940」은, 파장 940㎚의 적외광을 감쇠시키는 적외광 필터(130)를 나타낸다. 이하, 파장 750㎚, 850㎚ 및 940㎚의 적외광을 감쇠시키는 적외광 필터(130)를 각각 750적외광 필터(130), 850적외광 필터(130) 및 940적외광 필터(130)라고 칭한다. 또한, 동 도면에서의 a는 컬러 필터(120)의 하층에 적외광 필터(130)가 배치된 예를 도시하고, 동 도면에서의 b는 컬러 필터(120)의 상층에 적외광 필터(130)가 배치된 예를 도시한다.
또한, 적색광 컬러 필터(120), 녹색광 컬러 필터(120) 및 청색광 컬러 필터(120)는, 특허청구의 범위에 기재된 제1의 컬러 필터, 제2의 컬러 필터 및 제3의 컬러 필터의 한 예이다. 적색 화소(100), 녹색 화소(100) 및 청색 화소(100)는, 특허청구의 범위에 기재된 제1의 화소, 제2의 화소 및 제3의 화소의 한 예이다. 컬러 필터(120)는, 특허청구의 범위에 기재된 제1의 필터층의 한 예이다. 750적외광 필터(130), 850적외광 필터(130) 및 940적외광 필터(130)는, 특허청구의 범위에 기재된 제1의 적외광 필터, 제2의 적외광 필터 및 제3의 적외광 필터의 한 예이다. 적외광 필터(130)는, 특허청구의 범위에 기재된 제2의 필터층의 한 예이다.
전술한 바와 같이 반도체 기판(151)에는, 화소(100)마다 광전변환부(154)가 배치되어 광전변환이 행하여진다. 이 때문에, 반도체 기판(151)을 피사체로부터의 광을 수광하는 수광부로 파악할 수도 있다. 이 경우에는, 상술한 제1의 필터층 및 제2의 필터층은, 온 칩 렌즈부(110) 및 수광부의 사이에 배치된다는 해석도 가능하다. 여기서, 3개의 화소(적색 화소(100), 녹색 화소(100) 및 청색 화소(100))에 배치된 각각의 광전변환부(154)를 제1의 광전변환부, 제2의 광전변환부 및 제3의 광전변환부라고 칭한다. 또한, 3개의 화소(적색 화소(100), 녹색 화소(100) 및 청색 화소(100))에 배치된 각각의 온 칩 렌즈(111)를 제1의 온 칩 렌즈, 제2의 온 칩 렌즈 및 제3의 온 칩 렌즈라고 칭한다. 그f러면, 동 도면의 예에서는, 적색광 컬러 필터(120) 및 940적외광 필터(130)는, 제1의 온 칩 렌즈 및 제1의 광전변환부의 사이에 배치된다. 마찬가지로, 녹색광 컬러 필터(120) 및 750적외광 필터(130)는, 제2의 온 칩 렌즈 및 제2의 광전변환부의 사이에 배치된다. 청색광 컬러 필터(120) 및 850적외광 필터(130)는, 제3의 온 칩 렌즈 및 제3의 광전변환부의 사이에 배치된다.
또한, 수광부는, 온 칩 렌즈부(110), 제1의 필터층 및 제2의 필터층을 투과한 광의 광전변환을 행한다는 해석도 가능하다. 이 경우에는, 제1의 광전변환부는, 제1의 온 칩 렌즈, 적색광 컬러 필터(120) 및 940적외광 필터(130)를 투과한 광의 광전변환을 행한다. 제2의 광전변환부는, 제2의 온 칩 렌즈, 녹색광 컬러 필터(120) 및 750적외광 필터(130)를 투과한 광의 광전변환을 행한다. 제3의 광전변환부는, 제3의 온 칩 렌즈, 청색광 컬러 필터(120) 및 850적외광 필터(130)를 투과한 광의 광전변환을 행하다. 또한, 이들의 해석에서도, 화소(100)에서의 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)의 조합이 상술한 예로 한정되지 않음은 물론이다.
컬러 필터(120)는, 소정의 배열에 의거하여 구성할 수 있다. 예를 들면, 컬러 필터(120)는, 베이어 배열에 의거하여 배치할 수 있다. 여기서, 베이어 배열이란, 체크무늬 형상으로 배치된 녹색 화소(100)의 사이에 적색 화소(100) 및 청색 화소(100)가 배치되어 구성된 배열이다. 적외광 필터(130)는, 감쇠시키는 각각의 적외광이 컬러 필터(120)의 대응하는 각각의 가시광과 쌍을 이루어 배치된다. 구체적으로는, 동 도면에 도시한 바와 같이, 적색광 컬러 필터(120) 및 940적외광 필터(130)가 같은 화소(100)에 배치된다. 또한, 녹색광 컬러 필터(120) 및 750적외광 필터(130)가 같은 화소(100)에 배치된다. 또한, 청색광 컬러 필터(120) 및 850적외광 필터(130)에서도 마찬가지로, 같은 화소(100)에 배치된다.
[컬러 필터의 분광 특성]
도 4는, 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 컬러 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 컬러 필터(120)의 가시광 및 적외광 영역에서의 광의 투과율을 도시한 도면이다. 동 도면의 횡축은 광의 파장(단위 : ㎚)을 나타내고, 종축은 상대적인 투과율을 나타낸다. 동 도면의 그래프(301, 302 및 303)는, 각각 청색광 컬러 필터(120), 녹색광 컬러 필터(120) 및 적색광 컬러 필터(120)의 투과율을 도시한 그래프이다. 동 도면에 도시한 바와 같이, 이러한 컬러 필터(120)는, 가시광 영역에서 대응하는 파장의 투과율이 높고, 당해 가시광을 투과한다.
한편, 적외광 영역에서는, 비교적 넓은 범위의 파장의 적외광을 투과한다. 또한, 적색광 컬러 필터(120)는 거의 모든 적외광에 대해 높은 투과율을 나타낸다. 이에 대해, 청색광 컬러 필터(120)는, 800㎚보다 긴 파장의 적외광에 대해 높은 투과율을 나타내고, 750㎚의 파장의 적외광에 관해서는 낮은 투과율이 된다. 녹색광 컬러 필터(120)는, 적색광 컬러 필터(120) 및 청색광 컬러 필터(120)의 중간적인 특성을 나타내고, 파장 750㎚의 적외광에서도 상대적인 투과율이 0.5가 된다.
또한, 컬러 필터(120)의 구성은 이 예로 한정되지 않는다. 예를 들면, 적색광 컬러 필터(120), 녹색광 컬러 필터(120) 및 청색광 컬러 필터(120) 대신에 시안, 마젠타 및 황색의 가시광을 각각 투과하는 보색계의 필터를 컬러 필터(120)로서 사용할 수도 있다.
[적외광 필터의 분광 특성]
도 5는, 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 적외광 필터(130)의 가시광 및 적외광 영역에서의 광의 투과율을 도시한 도면이다. 동 도면의 그래프(304, 305 및 306)는, 각각 750적외광 필터(130), 850적외광 필터(130) 및 940적외광 필터(130)의 투과율을 도시한 그래프이다. 또한, 동 도면의 3개의 파선은, 각각 750㎚, 850㎚ 및 940㎚의 파장을 나타내고 있다. 동 도면에 도시한 바와 같이, 이들의 적외광 필터(130)는, 적외광 영역에서 대응하는 파장의 투과율이 낮고, 당해 적외광을 감쇠시킨다. 이 대응하는 적외광 이외의 적외광 및 가시광에서는, 적외광 필터(130)의 투과율이 높아진다. 이들 적외광 필터(130)가 감쇠시키는 3개의 적외광의 파장은, 적외광 필터의 분광 특성에 응하여 변경할 수 있고, 적어도 30㎚ 다른 값으로 할 수 있다.
또한, 적외광 필터(130)의 구성은 이 예로 한정되지 않는다. 예를 들면, 감쇠시키는 적외광의 파장을 촬상 대상의 적외광에 응하여 변경할 수 있다.
[컬러 필터 및 적외광 필터가 적층된 경우의 분광 특성]
도 6a-6c는, 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)를 적층하여 형성된 필터의 분광 특성을 도시한 도면이다. 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)를 적층함에 의해, 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)의 분광 특성을 겹칠 수 있다.
도 6a는, 적색광 컬러 필터(120)와 적외광 필터(130)를 적층한 경우의 분광 특성을 도시한 도면이다. 동 도면에서의 a의 그래프(311, 312 및 313)는, 각각 750적외광 필터(130), 850적외광 필터(130) 및 940적외광 필터(130)를 적층한 경우의 분광 특성을 도시한 그래프이다.
도 6b는, 녹색광 컬러 필터(120)와 적외광 필터(130)를 적층한 경우의 분광 특성을 도시한 도면이다. 동 도면에서의 b의 그래프(321, 322 및 323)는, 각각 750적외광 필터(130), 850적외광 필터(130) 및 940적외광 필터(130)를 적층한 경우의 분광 특성을 도시한 그래프이다.
도 6c는, 청색광 컬러 필터(120)와 적외광 필터(130)를 적층한 경우의 분광 특성을 도시한 도면이다. 동 도면에서의 c의 그래프(331, 332 및 333)는, 각각 750적외광 필터(130), 850적외광 필터(130) 및 940적외광 필터(130)를 적층한 경우의 분광 특성을 도시한 그래프이다. 도 4에서 설명한 바와 같이, 청색광 컬러 필터(120)는, 파장 750㎚의 적외광의 투과율이 낮기 때문에, 그래프(331, 332 및 333)는, 파장 750㎚의 적외광에 대해 낮은 투과율이 된다. 동 도면에서의 a, b 및 c의 어느 경우에도, 가시광 영역에서 소정 파장의 가시광을 투과하면서 적외광 영역에서 소정 파장의 적외광을 감쇠시키는 분광 특성을 얻을 수 있다.
도 7은, 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 화소에서의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 도 6에서 설명한 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)를 적층한 경우의 분광 특성을 적색광, 녹색광 및 청색광에 대응하는 컬러 필터(120)에 관해 하나의 도면에 기재한 것이다. 동 도면의 그래프에는, 도 6에서 설명한 그래프와 동일한 부합(符合)을 적용한다.
동 도면에 도시한 바와 같이, 소정 파장의 적외광을 감쇠하는 적외광 필터(130)를 화소에 배치함에 의해, 적색 화소(100), 녹색 화소(100) 및 청색 화소(100)마다 다른 적외광 영역에서의 분광 특성을 부가할 수 있다. 구체적으로는, 적외광 영역을 750㎚, 850㎚ 및 940㎚를 각각 중심파장으로 하는 3개의 영역으로 분할한 때에, 그래프(313)는 적색광과 750㎚ 및 850㎚의 영역의 적외광을 투과하는 분광 특성을 나타내는 것이 된다. 이와 같은 특성의 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)가 배치된 화소(100)는, 적색광과 750㎚ 및 850㎚의 영역의 적외광에 응한 화상 신호를 생성한다. 또한, 당해 화소(100)의 광전변환부(154)는, 700㎚의 파장의 적색광부터 850㎚까지의 파장의 적외광을 수광할 수 있다.
마찬가지로, 그래프(321)는, 녹색광과 850㎚ 및 940㎚의 영역의 적외광을 투과하는 분광 특성을 나타낸다. 그래프(321)의 분광 특성을 갖는 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)가 배치된 화소(100)는, 녹색광과 850㎚ 및 940㎚의 영역의 적외광에 응한 화상 신호를 생성한다. 또한, 당해 화소(100)의 광전변환부(154)는, 546㎚의 파장의 녹색광 외에 850㎚보다 긴 파장의 적외광을 수광할 수 있다.
그래프(332)는, 청색광과 940㎚의 영역의 적외광을 투과한 분광 특성을 나타낸다. 그래프(332)의 분광 특성을 갖는 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)가 배치된 화소(100)는, 청색광과 940㎚의 영역의 적외광에 응한 화상 신호를 생성한다. 또한, 당해 화소(100)의 광전변환부(154)는, 436㎚의 파장의 청색광 외에 940㎚보다 긴 파장의 적외광을 수광할 수 있다. 이와 같이, 적어도 약 750㎚, 850㎚ 및 940㎚의 어느 하나인 파장의 광에 응한 화상 신호가 화소(100)에서 생성된다.
이들의 화소(100)에서 생성된 화상 신호로부터 750㎚, 850㎚ 및 940㎚의 영역의 적외광에 응한 화상 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 이들의 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호의 차분(差分)의 화상 신호를 생성함에 의해, 750㎚, 850㎚ 및 940㎚의 영역의 적외광에 응한 화상 신호의 생성이 가능해진다.
[적외광에 응한 화상 신호의 생성]
도 8은, 본 기술의 제1의 실시의 형태에 관한 적외광에 응한 화상 신호의 생성의 한 예를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 도 7에서 설명한 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)를 구비하는 화소(100)에서 생성되는 화상 신호의 차분을 산출함에 의해 생성되는 적외광에 응한 화상 신호(이하, 적외광 화상 신호라고 칭한다.)를 도시한 도면이다. 동 도면의 횡축은 화소(100)의 입사광의 파장을 나타내고, 종축은 상대적인 화상 신호 레벨을 나타낸다.
동 도면의 그래프(342)는, 도 7에서의 그래프(321) 및 그래프(332)의 특성을 갖는 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)를 구비하는 각각의 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호의 차분에 의거한 화상 신호를 도시한 그래프이다. 즉, 그래프(342)는, 750적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100)의 화상 신호로부터 850적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 화상 신호를 감산함에 의해 얻어지는 화상 신호를 도시한 그래프이다. 이 그래프(342)는, 파장 850㎚에서의 화상 신호 레벨이 높고, 파장 750㎚ 및 940㎚에서의 화상 신호 레벨이 낮아진다. 이에 의해, 750적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100 및 850) 적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 화상 신호에 의해 파장 850㎚의 적외광에 응한 화상 신호를 생성할 수 있다.
또한, 동 도면의 그래프(343)는, 도 7에서의 그래프(332)의 특성을 갖는 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)를 구비하는 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호를 도시한 그래프이다. 즉, 그래프(343)는, 850적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호를 도시한 그래프이다. 이 그래프(343)는, 파장 940㎚에서의 화상 신호 레벨이 높고, 파장 750㎚ 및 850㎚에서의 화상 신호 레벨이 낮아진다. 이에 의해, 850적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 화상 신호에 의해 파장 940㎚의 적외광에 응한 화상 신호를 생성할 수 있다. 전술한 바와 같이, 청색광 컬러 필터(120)는, 파장 750㎚에서의 투과율이 낮기 때문에, 850적외광 필터(130)를 청색 화소(100)에 배치함에 의해, 파장 940㎚의 적외광에 응한 화상 신호를 생성할 수 있다.
또한, 동 도면의 그래프(341)는, 도 7에서의 그래프(313)의 특성을 갖는 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)를 구비하는 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호와 상술한 그래프(342)에 대응하는 화상 신호와의 차분에 의거한 화상 신호를 도시한 그래프이다. 즉, 그래프(341)는, 940적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100)의 화상 신호로부터 그래프(342)에 대응하는 화상 신호를 감산함에 의해 얻어지는 화상 신호를 도시한 그래프이다. 이 그래프(341)는, 파장 750㎚에서의 화상 신호 레벨이 높고, 파장 850㎚ 및 940㎚에서의 화상 신호 레벨이 낮아진다. 940적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100), 750적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100 및 850) 적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 화상 신호에 의해 파장 750㎚의 적외광에 응한 화상 신호의 생성이 가능해진다.
이와 같이, 적외광 필터(130)를 화소(100)에 배치함에 의해 피사체로부터의 적외광에 응한 화상 신호를 적색 화소(100), 녹색 화소(100) 및 청색 화소(100)의 화상 신호로서 생성할 수 있다. 이에 의해, 적외광의 화상 신호를 가시광의 화상 신호로 변환할 수 있다.
또한, 상술한 감산을 행함에 의해, 가시광 영역에서의 연산 결과가 부(負)의 값이 된다. 그러나, 적외광의 촬상은 야간 등의 저조도 환경에서 행하여지기 때문에, 가시광 영역에서 부의 연산 결과가 되어도 적외광의 검출에 미치는 영향은 작아진다. 또한, 적외광의 촬상을 행할 때에는, 가시광을 차폐하는 필터를 촬상 소자(1)와 피사체 사이의 광로에 배치함에 의해, 가시광의 영향을 제거할 수 있다. 또한, 촬상 소자(1)를 가시광의 촬상에 사용할 때에는, 적외광을 차폐하는 필터를 상술한 광로에 배치함에 의해, 적외광의 영향을 제거할 수 있다.
또한, 적외광 화상 신호의 생성은 이 예로 한정되지 않는다. 예를 들면, 적색 화소(100), 녹색 화소(100) 및 청색 화소(100)에 의해 생성된 각각의 화상 신호를 미리 생성된 테이블을 사용하여 적외광 화상 신호로 변환하는 방법을 사용할 수도 있다.
상술한 적색 화소(100) 등에 의해 생성된 화상 신호의 연산은, 촬상 소자(1)의 내부, 예를 들면 칼럼 신호 처리부(30)에서 행하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 촬상 소자(1)는 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호의 출력만을 행하고, 촬상 소자(1)의 외부의 처리 회로에 의해 화상 신호의 연산을 행하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 이와 같은, 촬상 소자(1)에 대해 화상 신호의 연산을 행하는지 여부의 설정을 촬상 소자(1)의 외부의 처리 회로 등에 의해 전환하는 구성으로 할 수도 있다.
촬상 소자(1) 및 외부의 처리 회로에서 상술한 화상 신호의 연산을 행하지 않는 설정일 때는, 모노클로의 표시가 행하여진다. 상술한 처리 회로는, 적색 화소(100), 녹색 화소(100) 및 청색 화소(100)의 화상 신호 중, 예를 들면, 가장 신호 레벨이 높은 화상 신호의 색을 선택하여 당해 색에 의한 모노클로의 표시를 행할 수도 있다. 또한, 피사체에 조사된 광원의 파장에 맞춘 색의 표시로 하는 것도 가능하다.
이와 같은 처리 회로는, 예를 들면, 촬상 소자(1)를 구성하는 반도체 칩과는 다른 반도체 칩에 구성할 수 있다. 이 처리 회로의 반도체 칩 및 촬상 소자(1)를 구성하는 반도체 칩을 하나의 패키지에 적층하여 촬상 장치를 구성할 수 있다. 촬상 소자(1)와 같은 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)형의 촬상 소자는, CCD(Charge Coupled Device)형의 촬상 소자와 달리, 처리 회로의 반도체 칩을 적층하는 것이 가능하다. 촬상 소자(1)의 용도에 응한 처리 회로를 구비하는 반도체 칩을 적층할 수가 있어서, 촬상 소자를 탑재한 기기의 구성을 간략화할 수 있다.
또한, 전술한 보색 필터를 컬러 필터(120)로서 채용할 때에는, 보색의 화상 신호를 원색의 화상 신호로 변환하는 연산도 상술한 칼럼 신호 처리부(30) 또는 촬상 소자(1)의 외부에 배치된 처리 회로에 의해 행하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 칼럼 신호 처리부(30)는, 특허청구의 범위에 기재된 처리 회로의 한 예이다.
이와 같이, 촬상 소자(1)는, 피사체의 적외광에 대한 반사율이 적외광의 대역마다 다른 것을 이용하여, 피사체로부터 반사된 적외광을 3개의 대역으로 분리하고, 이들 3개의 대역에 적색, 녹색 및 청색을 할당하여 화상 신호로 변환하여 출력한다. 이 출력된 화상 신호에 의거하여 표시를 행함에 의해, 풀 컬러의 화상을 얻을 수 있다. 적외광에 의한 모노클로의 피사체의 화상에 채색(色付け)을 행하는 것이 가능해진다.
또한, 적외광의 대역마다의 분리는, 3개의 다이크로익 플레이트 필터나 다이크로익 프리즘 필터를 조합시킴에 의해서도 가능하다. 그러나, 이들 복수의 광학 부품을 사용하면, 촬상 장치가 복잡하게 된다는 문제가 있다. 이에 대해, 촬상 소자(1)는, 적층된 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)에 의해, 피사체로부터 반사된 적외광을 3개의 대역으로 분리하기 때문에, 촬상 장치의 구성을 간략화할 수 있다.
[적외광 필터의 구성]
도 9는, 본 기술의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 한 예를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 적외광 필터(130)의 재료의 구조를 표시하는 화학식이다. 적외광 필터(130)에는, 근적외광 흡수성을 갖는 색소를 포함하는 수지를 사용할 수 있다. 이 근적외광 흡수성을 갖는 색소로는, 예를 들면, 피롤로피롤 색소, 구리 화합물, 시아닌계 색소, 프탈로시아닌계 색소, 이모니움계 색소, 티올 착체계 색소, 천이금속산화물계 화합부 및 스쿠아릴륨계 색소가 해당한다. 또한, 나프탈로시아닌계 색소, 쿠아테리렌계 색소, 디치올 금속착체계 색소 및 크로코늄 화합물을 사용하는 것도 가능하다. 동 도면은, 피롤로피롤 색소의 구조를 표시하는 화학식이다. 식 중, R1a 및 R1b는, 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기를 나타낸다. R2 및 R3은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, 적어도 일방은 전자 구인성기이다. 또한, R2 및 R3은, 서로 결합하여 환을 형성하여도 좋다. R4은, 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 치환 붕소 또는 금속 원자를 나타내고, R1a, R1b 및 R3의 적어도 하나와 공유 결합 또는 배치 결합하여도 좋다.
이와 같은 구조의 색소의 조성을 조정함에 의해, 흡수하는 적외광의 파장을 변경할 수 있고, 소정 파장의 적외광을 감쇠시키는 적외광 필터(130)를 구성할 수 있다. 또한, 적외광 필터(130)를 촬상 소자(1)에 형성하기 위해서는, 상술한 색소를 포함하는 수지의 도포 및 에칭을 3회 행하여, 750적외광 필터(130), 850적외광 필터(130) 및 940적외광 필터(130)를 형성함에 의해 행할 수 있다.
또한, 적외광 필터(130)는, 상술한 근적외광 흡수성을 갖는 색소를 포함하는 수지에 의한 단층의 구성을 채택할 수 있다. 또한, 소망하는 여광 특성을 갖는 적외광 필터(130)로 하기 위해, 다른 근적외광 흡수성을 갖는 복수의 수지층이 적층된 구성을 채택할 수도 있다. 또한, 촬상 소자(1)는, 배선층(162)이 반도체 기판(151)에서의 광이 입사되는 면에 배치되는 표면 조사형의 촬상 소자로 구성할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 기술의 제1의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 소정 파장의 적외광을 감쇠하는 적외광 필터(130)를 화소(100)에 배치함에 의해, 적외광에 응한 화상 신호를 가시광의 화상 신호로서 생성할 수 있다. 이에 의해, 피사체로부터의 적외광을 촬상한 화상으로부터 컬러 화상을 생성하는 장치의 구성을 간략화할 수 있다.
<2. 제2의 실시의 형태>
상술한 제1의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 750적외광 필터(130), 850적외광 필터(130) 및 940적외광 필터(130)의 3개의 적외광 필터(130)를 사용하고 있다. 이에 대해, 본 기술의 제2의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 2개의 적외광 필터(130)를 사용하는 점에서 상술한 제1의 실시의 형태와 다르다.
[촬상 소자의 구성]
도 10은, 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 배치례를 도시하는 도면이다. 동 도면의 적외광 필터(130)는, 2개의 적외광 필터(130)(750적외광 필터(130) 및 850적외광 필터(130))를 사용하는 점에서, 도 3에서 설명한 적외광 필터(130)와 다르다. 동 도면은, 750적외광 필터(130), 850적외광 필터(130) 및 940적외광 필터(130)중 750적외광 필터(130) 및 850적외광 필터(130)를 선택한 경우의 예를 도시한 것이다. 또한, 동 도면은, 선택한 적외광 필터(130) 중, 750적외광 필터(130)를 녹색광 컬러 필터(120)의 하층에 적층하고, 850적외광 필터(130)를 적색광 컬러 필터(120) 및 청색광 컬러 필터(120)의 하층에 적층한 경우의 예를 도시한 것이다. 이와 같이 사용하는 적외광 필터(130)의 종류를 삭감한 경우라도, 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호의 차분에 의거하여 적외광에 응한 화상 신호를 생성할 수 있다.
[컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)의 조합]
도 11은, 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 조합의 한 예를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 750적외광 필터(130), 850적외광 필터(130) 및 940적외광 필터(130)로부터 2개를 선택하고, 적색광 컬러 필터(120), 녹색광 컬러 필터(120) 및 청색광 컬러 필터(120)에 대해 할당하는 조합을 도시한 것이다. 동 도면에서의 녹색, 적색 및 청색은, 각각 녹색광 컬러 필터(120), 적색광 컬러 필터(120) 및 청색광 컬러 필터(120)를 나타낸다. 또한, 동 도면에서의 750, 850 및 940은, 각각 750적외광 필터(130), 850적외광 필터(130) 및 940적외광 필터(130)를 나타낸다.
[컬러 필터 및 적외광 필터가 적층된 경우의 분광 특성]
도 12 내지 17은, 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면이다. 도 12 내지 17은, 도 11에서 설명한 조합에 의거한 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)의 분광 특성을 도시한 도면이다. 도 12 내지 17의 그래프에는, 도 6a-6c에서 설명한 그래프와 동일한 부합을 적용한다. 도 12a는, 750적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 750적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100 및 850) 적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 분광 특성을 나타낸다. 도 12b는, 750적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 750적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100) 및 940적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 분광 특성을 나타낸다. 도 12c는, 750적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 850적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100) 및 750적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 분광 특성을 나타낸다.
도 13a는 750적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 850적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100 및 850) 적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 분광 특성을 나타낸다. 도 13b는, 750적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 940적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100) 및 750적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 분광 특성을 나타낸다. 도 13c는, 750적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 940적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100) 및 940적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 분광 특성을 나타낸다.
도 14a는, 850적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 750적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100) 및 750적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 분광 특성을 나타낸다. 도 14b는, 850적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 750적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100 및 850) 적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 분광 특성을 나타낸다. 도 14c는, 850적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 850적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100) 및 750적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 분광 특성을 나타낸다.
도 15a는, 850적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 850적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100) 및 940적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 분광 특성을 나타낸다. 도 15b는, 850적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 940적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100 및 850) 적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 분광 특성을 나타낸다. 도 15c는, 850적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 940적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100) 및 940적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 분광 특성을 나타낸다.
도 16a는, 940적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 750적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100) 및 750적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 분광 특성을 나타낸다. 도 16b는, 940적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 750적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100) 및 940적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 분광 특성을 나타낸다. 도 16c는, 940적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 850적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100 및 850) 적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 분광 특성을 나타낸다.
도 17a는, 940적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 850적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100) 및 940적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 분광 특성을 나타낸다. 도 17b는, 940적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 940적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100) 및 750적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 분광 특성을 나타낸다. 도 17c는, 940적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 940적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100 및 850) 적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)의 분광 특성을 나타낸다.
이와 같이, 도 11에 도시한 18가지의 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130) 조합에 관해 촬상 소자(1)를 구성할 수 있다.
[적외광에 응한 화상 신호의 생성]
도 18a-c는, 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광에 응한 화상 신호의 생성의 한 예를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 도 8과 마찬가지로, 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호의 차분을 산출함에 의해 생성되는 적외광 화상 신호를 도시한 도면이다. 도 18a는, 도 13a에서 설명한 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)의 조합을 적용한 촬상 소자(1)의 화상 신호를 도시한 도면이다. 도 18b는, 도 13c에서 설명한 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)의 조합을 적용한 촬상 소자(1)의 화상 신호를 도시한 도면이다. 도 18c는, 도 15c에서 설명한 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)의 조합을 적용한 촬상 소자(1)의 화상 신호를 도시한 도면이다.
도 18a의 그래프(344)는, 850적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호로부터 850적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호를 감산하여 얻어지는 화상 신호를 도시하는 그래프이다. 그래프(342 및 343)는, 도 8에서 설명한 그래프와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다. 그래프(344, 342 및 343)에 대응하는 화상 신호에 의해, 파장 750㎚, 850㎚ 및 940㎚의 적외광을 각각 검출할 수 있다.
도 18b의 그래프(345)는, 940적외광 필터(130)가 배치된 적색 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호로부터 940적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호를 감산하여 얻어지는 화상 신호를 도시하는 그래프이다. 그래프(346)는, 940적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호이다. 그래프(347)는, 750적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호로부터 940적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호를 감산하여 얻어지는 화상 신호를 도시하는 그래프이다. 그래프(345, 346 및 347)에 대응하는 화상 신호에 의해, 파장 750㎚, 850㎚ 및 940㎚의 적외광을 각각 검출할 수 있다.
도 18c의 그래프(348)는, 850적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호이다. 그래프(345 및 346)는, 동 도면의 b의 그래프와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다. 그래프(345, 346 및 348)에 대응하는 화상 신호에 의해, 파장 750㎚, 850㎚ 및 940㎚의 적외광을 각각 검출할 수 있다.
이와 같이, 2개의 적외광 필터(130)를 배치한 경우라도, 3개의 파장의 적외광에 응한 적외광 화상 신호를 생성할 수 있다. 또한, 피사체에 적외광을 조사하는 LED 광원을 배치할 때에는, 적외광 필터(130)에 응한 파장의 적외광을 조사하는 LED 광원을 사용한다. 예를 들면, 도 10의 적외광 필터(130)를 채용할 때에는, 파장 750㎚ 및 850㎚의 적외광을 조사하는 LED 광원을 배치한다. 이와 같이, 적외광 필터(130)에서 감쇠되는 파장의 적외광을 조사하는 LED 광원을 배치한다.
[적외광 필터의 제조 방법]
도 19a-f는, 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 컬러 필터(120)의 하층에 배치되는 경우의 적외광 필터(130)의 제조 공정을 도시한 도면이다. 우선, 반도체 기판(151)의 표면에 형성된 평탄화막(141)의 위에, 적외광 필터(130)(예를 들면, 750적외광 필터(130))의 재료가 되는 수지(201)를 도포한다. 그 위에, 레지스트(202)를 형성한다. 레지스트(202)는, 포토 리소그래피에 의해 형성할 수 있다(동 도면에서의 a). 다음에, 수지(201)를 에칭한다. 이 에칭은, 드라이 에칭에 의해 행할 수 있다. 이때, 레지스트(202)는, 에칭 마스크로서 사용된다. 다음에, 레지스트(202)를 제거한다. 이에 의해, 2개의 적외광 필터(130) 중의 하나의 적외광 필터(130)를 형성할 수 있다(도 19b).
다음에, 후술하는 화학적 기계적 연마(CMP : Chemical Mechanical Polishing)의 공정에서의 스토퍼막으로서의 산화물막(139)을 성막한다(도 19c). 다음에, 적외광 필터(130)(예를 들면, 850적외광 필터(130))의 재료가 되는 수지(203)를 도포한다(도 19d). 다음에, 레지스트(204)를 형성한다(도 19e). 다음에, CMP를 행하고, 동 도면에서의 b에서 생성한 적외광 필터(130)의 위의 수지(203) 및 레지스트(204)를 연삭하고, 표면을 평탄화한다(도 19f). 이에 의해, 2번째의 적외광 필터(130)를 형성할 수 있다. 그 후, 컬러 필터(120) 및 온 칩 렌즈(111)를 차례로 형성하여, 촬상 소자(1)를 제조할 수 있다.
또한, 도 19f에서 설명한 공정 대신에, 수지(203)를 드라이 에칭에 의해 제거하는 공정과 레지스트(204)를 제거하는 공정을 행할 수 있다. 이때, 산화물막(139)은, 수지(203)를 드라이 에칭할 때의 스토퍼막으로서 사용할 수 있다. 또한, 도 19c의 산화물막(139)은 생략하는 것도 가능하다.
이와 같이, 본 기술의 제2의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 2개의 적외광 필터(130)에 의해 촬상 소자(1)를 구성하기 때문에, 적외광 필터(130)의 재료 수지의 도포 및 에칭의 공정을 2회 행함에 의해 적외광 필터(130)를 형성할 수 있다.
[적외광 필터의 다른 제조 방법]
도 20 및 21은, 본 기술의 제2의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 다른 예를 도시하는 도면이다. 도 20 및 21은, 컬러 필터(120)의 상층에 배치되는 경우의 적외광 필터(130)의 제조 공정을 도시한 도면이다. 우선, 반도체 기판(151)에 형성된 컬러 필터(120)의 표면에 산화물막(138)을 성막한다. 이 산화물막(138)은, 스토퍼막으로서 사용된다(도 20a). 다음에, 수지(201)를 도포하여, 레지스트(202)를 형성한다(도 20b). 다음에, 수지(201)를 에칭한다(도 20c). 다음에, 산화물막(139)을 성막한다(도 20d). 다음에, 수지(203)를 도포하여(도 20e), 레지스트(204)를 형성한다(도 21a). 다음에, CMP를 행하여, 여분의 수지(203) 및 레지스트(204)를 연삭하고, 표면을 평탄화한다(도 21b). 그 후, 온 칩 렌즈(111)를 형성하여, 촬상 소자(1)를 제조할 수 있다.
이 이외의 촬상 소자(1)의 구성은 본 기술의 제1의 실시의 형태에서 설명한 촬상 소자(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 기술의 제2의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 2개의 적외광 필터(130)를 화소(100)에 각각 배치하여, 적외광 화상 신호를 생성함에 의해, 촬상 소자(1)의 구성을 더욱 간략화할 수 있다.
<3. 제3의 실시의 형태>
상술한 제2의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 베이어 배열로 구성된 2개의 녹색 화소(100)에 같은 파장의 적외광을 감쇠하는 적외광 필터(130)를 배치하고 있다. 이에 대해, 본 기술의 제3의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 베이어 배열의 2개의 녹색 화소(100)에 다른 파장의 적외광을 감쇠하는 적외광 필터(130)를 배치하는 점에서, 상술한 제2의 실시의 형태와 다르다.
[촬상 소자의 구성]
도 22는, 본 기술의 제3의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 배치례를 도시하는 도면이다. 동 도면의 적외광 필터(130)는, 베이어 배열의 2개의 녹색 화소(100)에 다른 파장의 적외광을 감쇠하는 적외광 필터(130)를 배치한 점에서, 도 10에서 설명한 적외광 필터(130)와 다르다. 또한, 동 도면에서는, 베이어 배열의 2개의 녹색 화소(100)에 배치된 컬러 필터(120)를 Gr 및 Gb로 기재하여, 식별한다. 동 도면에 도시한 바와 같이, 적색 화소(100) 및 녹색 화소(100)(Gr)에는 750적외광 필터(130)가 배치되고, 청색 화소(100) 및 녹색 화소(100)(Gb)에는 940적외광 필터(130)가 배치된다.
[컬러 필터 및 적외광 필터가 적층된 경우의 분광 특성]
도 23은, 본 기술의 제3의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 분광 특성의 한 예를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 도 22에서 설명한 조합에 의거한 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130) 분광 특성을 도시한 도면이고, 베이어 배열에 의거한 4개의 화소(100)의 분광 특성을 도시하는 그래프가 기재된 도면이다. 동 도면의 그래프에는, 도 6에서 설명한 그래프와 동일한 부합(符合)을 적용한다.
[적외광에 응한 화상 신호의 생성]
도 24는, 본 기술의 제3의 실시의 형태에 관한 적외광에 응한 화상 신호의 생성의 한 예를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 도 8과 마찬가지로, 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호의 차분을 산출함에 의해 생성되는 적외광 화상 신호를 도시한 도면이고, 도 22에서 설명한 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)의 조합을 적용한 촬상 소자(1)의 화상 신호를 도시한 도면이다.
동 도면의 그래프(349)는, 940적외광 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호로부터 940적외광 필터(130)가 배치된 청색 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호를 감산하여 얻어지는 화상 신호를 도시하는 그래프이다. 그래프(346 및 347)는, 도 18에서 설명한 그래프와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다. 그래프(349, 346 및 347)에 대응하는 화상 신호에 의해, 파장 750㎚, 850㎚ 및 940㎚의 적외광을 각각 검출할 수 있다.
이 이외의 촬상 소자(1)의 구성은 본 기술의 제1의 실시의 형태에서 설명한 촬상 소자(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 기술의 제3의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 베이어 배열의 2개의 녹색 화소(100)에 다른 파장의 적외광을 감쇠하는 적외광 필터(130)를 배치한 구성에서 적외광 화상 신호를 생성할 수 있다.
<4. 제4의 실시의 형태>
상술한 제1의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)를 적층하여 사용하고 있다. 이에 대해, 본 기술의 제4의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 하나의 필터에 의해 가시광 및 적외광의 여광을 행하는 점에서, 상술한 제1의 실시의 형태와 다르다.
[촬상 소자의 구성]
도 25는, 본 기술의 제4의 실시의 형태에 관한 컬러 필터 및 적외광 필터의 배치례를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130) 대신에 필터(180)를 구비하는 점에서, 도 3a-b에서 설명한 촬상 소자(1)와 다르다. 동 도면의 필터(180)는, 가시광 영역에서 소정 파장의 가시광을 투과하는 대역 통과형의 여광을 행하고 적외광 영역에서 소정 파장의 적외광을 감쇠시키는 대역 제거형의 여광을 행한다. 구체적으로는, 동 도면의 촬상 소자(1)에는, 가시광 영역에서 적색광을 투과함과 함께 적외광 영역에서 파장 940㎚의 적외광을 감쇠시키는 필터(180)(동 도면에서 R+SIR940으로 기재)가 배치된다. 또한, 동 도면의 촬상 소자(1)에는, 가시광 영역에서 녹색광을 투과함과 함께 적외광 영역에서 파장 750㎚의 적외광을 감쇠시키는 필터(180)(동 도면에서 G+SIR750으로 기재)가 또한 배치된다. 또한, 동 도면의 촬상 소자(1)에는, 가시광 영역에서 청색광을 투과함과 함께 적외광 영역에서 파장 850㎚의 적외광을 감쇠시키는 필터(180)(동 도면에서 B+SIR850으로 기재)가 또한 배치된다.
이들의 필터(180)는, 예를 들면, 컬러 필터(120)의 재료가 되는 안료 및 적외광 필터(130)의 재료가 되는 색소를 수지에 분산시킴에 의해 구성할 수 있다.
이 이외의 촬상 소자(1)의 구성은 본 기술의 제1의 실시의 형태에서 설명한 촬상 소자(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 기술의 제4의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 1층의 필터(180)에 의해 촬상 소자(1)를 구성할 수가 있어서, 촬상 소자(1)의 구성을 간략화할 수 있다.
<5. 제5의 실시의 형태>
상술한 제1의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 적외광 필터(130)가 화소(100)에 배치되어 있다. 이에 대해, 본 기술의 제5의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 화소(100)가 형성된 영역의 주위의 영역에도 적외광 필터(130)가 배치되는 점에서, 상술한 제1의 실시의 형태와 다르다.
[화소의 구성]
도 26은, 본 기술의 제5의 실시의 형태에 관한 화소의 구성례를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 촬상 소자(1)의 화소 어레이부(10)의 구성을 도시하는 모식 단면도이다. 동 도면에서, 영역(13)은 화소(100)가 배치된 유효 화소 영역을 나타내고, 영역(14)은 유효 화소 영역의 주위의 영역을 나타낸다. 동 도면의 촬상 소자(1)는, 적외광 필터(130)가 영역(13)에 더하여 영역(14)에 배치되는 점에서 도 2에서 설명한 촬상 소자(1)와 다르다. 동 도면에 도시한 바와 같이, 컬러 필터(120)는, 영역(13)에 배치된다. 적외광 필터(130)를 영역(13 및 14)에 배치함에 의해, 컬러 필터(120) 형성 영역보다 넓은 범위에 적외광 필터(130)를 배치할 수 있다. 이에 의해, 컬러 필터(120)를 보다 평탄화할 수 있고, 컬러 필터(120)의 두께의 얼룩을 경감할 수 있다. 또한, 적외광 필터(130) 대신에 평탄화막(141)을 영역(14)에 배치할 수도 있다. 영역(13)은, 특허청구의 범위에 기재된 화소 영역의 한 예이다.
이 이외의 촬상 소자(1)의 구성은 본 기술의 제1의 실시의 형태에서 설명한 촬상 소자(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 기술의 제5의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 적외광 필터(130)를 화소(100)가 형성된 영역의 주위의 영역에 배치함에 의해, 컬러 필터(120)의 두께를 균일하게 할 수 있고, 화질을 향상시킬 수 있다.
<6. 제6의 실시의 형태>
상술한 제1의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 인접하는 화소(100)에서, 적외광 필터(130)가 인접하여 배치되어 있다. 이에 대해, 본 기술의 제6의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 인접하는 화소(100)의 적외광 필터(130)의 사이에 차광부가 배치되는 점에서, 상술한 제1의 실시의 형태와 다르다.
[화소의 구성]
도 27은, 본 기술의 제6의 실시의 형태에 관한 화소의 구성례를 도시하는 도면이다. 동 도면의 촬상 소자(1)의 화소 어레이부(10)는, 인접하는 화소(100)의 사이에서의 적외광 필터(130)의 사이에 차광부(143)를 구비하는 점에서, 도 2에서 설명한 촬상 소자(1)와 다르다. 또한, 동 도면의 차광부(143)는, 인접하는 평탄화막(141)의 사이 및 컬러 필터(120)의 사이에도 배치됨과 함께, 차광막(142)에 인접하여 배치된다. 이 차광부(143)는, 텅스텐 등의 금속에 의해 구성되고, 인접하는 화소(100)로부터 비스듬하게 입사하는 광을 차광하는 막이다. 이 차광부(143)를 배치함에 의해, 화소(100)의 컬러 필터(120) 등을 투과한 광이 인접하는 화소(100)에 비스듬하게 입사하여 당해 화소(100)의 광전변환부(154)에 도달하는 것을 막을 수 있다. 이에 의해, 혼색을 방지할 수 있다. 또한, 차광부(143)의 구성은, 이 예로 한정되지 않는다. 예를 들면, 적외광 필터(130)와 개략 동일 높이에 구성할 수도 있다. 또한, 적외광 필터(130)를 컬러 필터(120)의 하층에 배치하는 구성으로 할 수도 있다.
[적외광 필터의 다른 제조 방법]
도 28a-f는, 본 기술의 제6의 실시의 형태에 관한 적외광 필터의 제조 방법의 한 예를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 컬러 필터(120)의 하층에 배치되는 경우의 적외광 필터(130)의 제조 공정을 도시한 도면이다. 우선, 평탄화막(141)의 위에 차광부(143)를 형성한다. 이것은, 예를 들면, 차광부(143)를 형성하는 평탄화막(141)의 영역에 드라이 에칭에 의해 홈을 형성하고, CVD(Chemical Vapor Deposition) 등에 의해 텅스텐의 막을 성막하고, 드라이 에칭함에 의해 형성할 수 있다(도 28a). 다음에, 수지(201)를 도포하여, 레지스트(202)를 형성한다(도 28b). 다음에, 수지(201)의 에칭 및 레지스트(202)의 제거를 행한다(도 28c). 다음에, 수지(203)를 도포하여(도 28d), 레지스트(204)를 형성한다(도 28e). 다음에, CMP 등에 의해 여분의 수지(203) 및 레지스트(204)의 제거 및 평탄화를 행한다(도 28f). 이에 의해, 차광부(143)가 배치된 적외광 필터(130)를 형성할 수 있다.
이 이외의 촬상 소자(1)의 구성은 본 기술의 제1의 실시의 형태에서 설명한 촬상 소자(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 기술의 제6의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 인접하는 화소(100)의 적외광 필터(130)의 사이에 차광부(143)를 배치함에 의해 혼색의 발생을 방지할 수 있다. 이에 의해, 화질을 향상시킬 수 있다.
<7. 제7의 실시의 형태>
상술한 제1의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 모든 화소(100)에 적외광 필터(130)가 배치되어 있다. 이에 대해, 본 기술의 제7의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 일부의 화소(100)의 적외광 필터(130)를 생략한 점에서, 상술한 제1의 실시의 형태와 다르다.
[화소의 구성]
도 29는, 본 기술의 제7의 실시의 형태에 관한 화소의 구성례를 도시하는 도면이다. 동 도면의 촬상 소자(1)의 화소 어레이부(10)는, 적외광 필터(130) 대신에 평탄화막(141)이 배치된 화소(400)와 화소(100)가 배치되는 점에서, 도 2에서 설명한 촬상 소자(1)와 다르다. 동 도면의 화소(400)는, 적외광 필터(130)가 배치되지 않기 때문에, 통상의 촬상 소자와 마찬가지로 가시광 및 적외광에 의거한 화상 신호가 생성된다. 그래서, 통상의 촬상을 행할 때에는, 화소(400)에 의해 생성된 화상 신호를 사용한다. 한편, 야간 등의 저조도 환경에서의 촬상을 행할 때에는, 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호를 사용하고, 예를 들면, 도 8에서 설명한 연산을 행한다. 이에 의해, 저조도 환경에서, 피사체로부터의 적외광에 응한 화상 신호를 적색광, 녹색광 및 청색광에 대응하는 화상 신호로서 생성할 수 있다. 이와 같은 통상의 촬상과 적외광의 촬상과의 전환은, 예를 들면, 도 1에서 설명한 칼럼 신호 처리부(30)가 화소(400)로부터의 화상 신호의 신호 레벨에 응하여 판단하여, 행할 수 있다. 또한, 촬상 소자(1)의 외부의 처리 회로에 의해 전환을 제어하는 것도 가능하다.
또한, 촬상 소자(1)의 구성은, 이 예로 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 3b와 마찬가지로, 컬러 필터(120) 및 적외광 필터(130)를 교체한 구성으로 할 수도 있다.
[화소의 배치]
도 30a-d는, 본 기술의 제7의 실시의 형태에 관한 화소의 배치례를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 화소 어레이부(10)에서의 화소(100) 및 화소(400)의 배치를 도시한 도면이다. 동 도면의 화소 어레이부(10)는, 화소(100) 및 화소(400)의 컬러 필터(120)가 베이어 배열로 배치된 것이다. 동 도면의 실선의 사각형은 컬러 필터(120)를 나타내고, 동 도면의 「R」 등은 컬러 필터(120)의 종류를 나타낸다. 또한, 동 도면의 점선의 사각형은 적외광 필터(130)를 나타내고, 「SIR750」 등은 적외광 필터(130)의 종류를 나타낸다.
도 30a는 4개의 베이어 배열 각각에 배치된 2개의 녹색 화소 중 하나에 대응하는 화소(400) 중 하나를 화소(100)로 대체함으로써 구성된 화소 어레이 유닛 (10)을 도시한다. 특히, 이 예에서 녹색 화소는 750 적외선 필터(130)가 배치된 녹색 화소(100), 940 적외선 필터(130)가 배치된 적색 화소(100), 및 850 적외선 필터(130)가 배치된 청색 화소로 대체된다.
도 30b는 베이어 배열로 구성된 화소(100)와 베이어 배열로 구성된 화소(400)가 교대로 배치된 예를 도시한다. 화소(100, 400)에 의해 생성된 화상 신호는 예를 들어 열신호 처리 유닛(30)에서 분배될 수 있고, 계산 등의 프로세스가 화상 신호에 대해 수행될 수 있다.
도 30c는 동일한 컬러 필터 및 동일한 적외선 필터를 갖는 2x2 화소의 4개의 서브 어레이를 조합하여 16화소 베이어 배열을 형성하는 것을 도시한다. 이 예에서, 제1 서브 어레이는 녹색 필터 및 750nm 적외선 필터를 포함하는 화소로 형성되고, 제2 서브 어레이는 적색 컬러 필터 및 940nm 적외선 필터를 포함하는 화소로 형성되고, 제3 서브 어레이는 청색 필터 및 850nm 적외선 필터를 포함하는 화소로부터 형성되고, 제4 서브 어레이는 녹색 필터 및 750nm 적외선 필터를 포함하는 화소로부터 형성된다.
도 30d는 동일한 컬러 필터를 갖는 2x2 화소의 4개의 서브 어레이를 나타내고, 적외선 필터를 포함하는 적어도 하나의 화소가 결합되어 16화소 베이어 배열을 형성한다. 이 예에서, 제1 서브 어레이는 녹색 필터를 포함하는 화소로부터 형성되고, 상기 화소 중 적어도 하나는 750nm 적외선 필터 등의 적외선 필터를 포함하고, 제2 서브 어레이는 적색 필터를 포함하는 화소로부터 형성되고, 상기 화소 중 적어도 하나는 940nm 필터 등의 적외선 필터를 포함하고; 제3 서브 어레이는 청색 필터를 포함하는 화소로부터 형성되고, 상기 화소 중 적어도 하나는 또한 850nm 적외선 필터 등의 적외선 필터를 포함하고, 제4 서브 어레이는 녹색 필터를 포함하는 화소로부터 형성되고, 상기 화소 중 적어도 하나는 또한 750nm 적외선 필터 등의 적외선 필터를 포함한다.
이 이외의 촬상 소자(1)의 구성은 본 기술의 제1의 실시의 형태에서 설명한 촬상 소자(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 기술의 제7의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 화소(100)와 적외광 필터(130)가 생략된 화소(400)가 혼재하여 화소 어레이부(10)에 배치된다. 이에 의해, 하나의 촬상 소자(1)에 의해 통상의 화상 신호 및 적외광에 응한 화상 신호를 생성할 수 있다.
<8. 제8의 실시의 형태>
본 기술의 촬상 소자(1)는, 다양한 제품에 응용할 수 있다. 모바일 기기에 적용한 경우에 있어서의 촬상 소자(1)의 실장 형태에 관해 제안한다.
[촬상 장치의 구성]
도 31a-b은, 본 기술의 제8의 실시의 형태에 관한 촬상 소자의 구성례를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 모바일 기기에 탑재하는 촬상 소자 패키지의 구성을 도시하는 도면이다. 도 31a는 촬상 소자 패키지(2)의 평면도이고, 도 31b는 촬상 소자 패키지(2)의 단면도이다. 동 도면의 촬상 소자 패키지(2)는, 촬상 소자(1a 및 1b)와, 프레임(3)과, 보호 글라스(4)와, 적외광 차광 필터(5)와, 자외광 차광 필터(6)를 구비한다.
촬상 소자(1a 및 1b)는, 각각 가시광 및 적외광의 촬상을 행하는 반도체 칩이다. 프레임(3)은, 촬상 소자(1a 및 1b)를 탑재하는 프레임이다. 보호 글라스(4)는, 촬상 소자(1a 및 1b)를 보호하는 글라스이다. 적외광 차광 필터(5)는, 적외광을 차폐하는 필터이다. 또한, 이 적외광 차광 필터(5)는, 자외광의 차폐를 또한 행할 수 있다. 이 적외광 차광 필터(5)에 의해, 촬상 소자(1a)에의 적외광 및 자외광의 입사를 막을 수 있다. 이에 의해, 가시광의 촬상을 행할 때의 적외광 및 자외광에 의한 오차를 저감할 수 있다. 자외광 차광 필터(6)는, 자외광을 차폐하는 필터이다. 이 자외광 차광 필터(6)에 의해, 촬상 소자(1b)에의 자외광의 입사를 막을 수 있다. 이에 의해, 적외광의 촬상을 행할 때의 자외광에 의한 오차를 저감할 수 있다.
도 32a-c는, 본 기술의 제8의 실시의 형태에 관한 촬상 소자의 구성의 다른 예를 도시하는 도면이다. 도 32a는 촬상 소자 패키지(2)의 평면도이고, 도 32b는 촬상 소자 패키지(2)의 단면도이다. 또한, 도 32c는, 촬상 소자 패키지(2)에 배치된 촬상 소자(1)의 구성을 도시하는 평면도이다. 동 도면의 촬상 소자 패키지(2)는, 하나의 촬상 소자(1)를 사용하는 점에서, 도 31a-b에서 설명한 촬상 소자 패키지(2)와 다르다. 동 도면의 촬상 소자 패키지(2)는, 적외광 차광 필터(5) 및 자외광 차광 필터(6)가 보호 글라스(4)의 상면에 인접하여 배치된다.
동 도면의 촬상 소자(1)는, 화소 어레이부(10)의 좌측의 영역에서 가시광의 촬상을 행한다. 당해 영역에는, 적외광 차광 필터(5)에 의해, 적외광 및 자외광이 제거된 가시광이 입사한다. 또한, 동 도면의 촬상 소자(1)는, 화소 어레이부(10)의 우측의 영역에서 적외광의 촬상을 행한다. 당해 영역에는, 자외광 차광 필터(6)에 의해, 자외광이 제거된 가시광 및 적외광이 입사한다. 촬상 소자(1)의 중앙의 영역(15)에는, 적외광 차광 필터(5)를 투과한 광 및 자외광 차광 필터(6)를 투과한 광이 입사한다. 당해 영역은 무효 영역에 해당하고, 영역(15)에서 생성된 화상 신호는 화상의 생성으로부터 제외된다.
이와 같이, 촬상 소자(1)를 프레임(3) 및 보호 글라스(4)에 의해 봉지(封止)하고, 적외광 차광 필터(5) 및 자외광 차광 필터(6)를 배치함에 의해, 촬상 소자(1)를 외기로부터 차단할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 기술의 제8의 실시의 형태의 촬상 소자(1)는, 모바일 기기에 탑재 가능한 촬상 소자 패키지를 구성할 수 있고, 촬상 소자(1)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
<9. 카메라 시스템에의 응용례>
본 기술은, 다양한 제품에 응용할 수 있다. 예를 들면, 본 기술은, 카메라 등의 촬상 장치에 탑재되는 촬상 소자로서 실현되어도 좋다.
도 33은, 본 기술이 적용될 수 있는 촬상 장치의 한 예인 카메라의 개략적인 구성례를 도시하는 블록도이다. 동 도면의 카메라(1000)는, 렌즈(1001)와, 촬상 소자(1002)와, 촬상 제어부(1003)와, 화상 처리부(1005)와, 조작 입력부(1006)와, 프레임 메모리(1007)와, 표시부(1008)와, 기록부(1009)를 구비한다. 또한, 동 도면의 카메라(1000)는, 적외광 차광 필터(1010)와, 적외광 차광 필터 제어부(1011)와, LED 광원(1013)과, LED 광원 구동부(1012)를 또한 구비한다.
렌즈(1001)는, 카메라(1000)의 촬영 렌즈이다. 이 렌즈(1001)는, 피사체로부터의 광을 집광하여, 후술하는 촬상 소자(1002)에 입사시켜서 피사체를 결상시킨다.
촬상 소자(1002)는, 렌즈(1001)에 의해 집광된 피사체로부터의 광을 촬상하는 반도체 소자이다. 이 촬상 소자(1002)는, 조사된 광에 응한 아날로그의 화상 신호를 생성하고, 디지털의 화상 신호로 변환하여 출력한다.
조작 입력부(1006)는, 카메라(1000)의 사용자로부터의 조작 입력을 접수하는 것이다. 이 조작 입력부(1006)에는, 예를 들면, 누름버튼이나 터치 패널을 사용할 수 있다. 조작 입력부(1006)에 의해 접수된 조작 입력은, 촬상 제어부(1003)나 화상 처리부(1005)에 전달된다. 그 후, 조작 입력에 응한 처리, 예를 들면, 피사체의 촬상 등의 처리가 기동된다.
프레임 메모리(1007)는, 1화면분의 화상 신호인 프레임을 기억하는 메모리이다. 이 프레임 메모리(1007)는, 화상 처리부(1005)에 의해 제어되고, 화상 처리의 과정에서의 프레임의 유지를 행한다.
표시부(1008)는, 화상 처리부(1005)에 의해 처리된 화상을 표시하는 것이다. 이 표시부(1008)로는, 예를 들면, 액정 패널을 사용할 수 있다.
기록부(1009)는, 화상 처리부(1005)에 의해 처리된 화상을 기록하는 것이다. 이 기록부(1009)로는, 예를 들면, 메모리 카드나 하드 디스크를 사용할 수 있다.
촬상 제어부(1003)는, 촬상 소자(1002)에서의 촬상을 제어하는 것이다. 이 촬상 제어부(1003)는, 제어 신호를 생성하여 촬상 소자(1002)에 대해 출력함에 의해, 촬상 소자(1002)의 제어를 행한다. 또한, 촬상 제어부(1003)는, 예를 들면, 펌웨어를 탑재한 DSP(Digital Signal Processor)에 의해 구성할 수 있다.
화상 처리부(1005)는, 촬상 소자(1002)에 의해 생성된 화상 신호를 처리하는 것이다. 이 처리에는, 예를 들면, 화소마다의 적색, 녹색 및 청색에 대응하는 화상 신호 중 부족한 색의 화상 신호를 생성하는 디모자이크, 화상 신호의 노이즈를 제거하는 노이즈 리덕션 및 화상 신호의 부호화 등이 해당한다. 또한, 화상 처리부(1005)는, 화상 신호의 차분의 산출 처리를 또한 행한다. 또한, 화상 처리부(1005)는, 예를 들면, 펌웨어를 탑재한 마이크로컴퓨터에 의해 구성할 수 있다.
적외광 차광 필터(1010)는, 가시광의 촬상을 행할 때에, 촬상 소자(1002)와 피사체 사이의 광로에 삽입되어 촬상 소자(1002)에의 적외광의 입사를 막는 필터이다.
적외광 차광 필터 제어부(1011)는, 적외광 차광 필터(1010)를 구동하는 것이다. 이 적외광 차광 필터 제어부(1011)는, 모터 등에 의해 구성되고, 적외광 차광 필터(1010)의 촬상 소자(1002)와 피사체 사이의 광로에의 삽발(揷拔)을 제어한다.
LED 광원(1013)은, 피사체에 적외광을 조사하는 광원이다. 이 LED 광원(1013)은, 야간 등의 저조도 환경에서, 피사체에 적외광을 조사한다.
LED 광원 구동부(1012)는, LED 광원(1013)을 구동하는 것이다. 이 LED 광원 구동부(1012)는, LED 광원(1013)에서의 적외광의 조사를 제어한다.
이상, 본 발명이 적용될 수 있는 카메라에 관해 설명하였다. 본 기술은 이상에서 설명한 구성 중, 촬상 소자(1002)에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 도 1에서 설명한 촬상 소자(1)는, 촬상 소자(1002)에 적용할 수 있다. 또한, 촬상 제어부(1003)는, LED 광원 구동부(1012) 및 적외광 차광 필터 제어부(1011)의 제어를 또한 행할 수 있다. 가시광의 촬상을 행할 때에는, 촬상 제어부(1003)는, 적외광 차광 필터 제어부(1011)를 제어하여 적외광 차광 필터(1010)를 상술한 광로에 삽입하고, 촬상 소자(1002)를 제어하여 촬상을 행하게 한다.
이때, 화상 처리부(1005)는, 적색 화소(100), 녹색 화소(100) 및 청색 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호에 의거하여 가시광의 화상 신호를 생성한다. 즉, 화상 처리부(1005)는, 적색 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호에 의거하여, 적색광에 응한 화상 신호인 적색 화상 신호를 생성한다. 마찬가지로, 화상 처리부(1005)는, 녹색 화소(100) 및 청색 화소(100)에 의해 생성된 화상 신호에 의거하여, 녹색광 및 청색광에 응한 화상 신호인 녹색 화상 신호 및 청색 화상 신호를 각각 생성한다.
한편, 적외광의 촬상을 행할 때에는, 제어부(1003)는, 적외광 차광 필터 제어부(1011)를 제어하여 적외광 차광 필터(1010)를 상술한 광로로부터 제거시킴과 함께, LED 광원 구동부(1012)를 제어하여 LED 광원(1013)에 적외광을 조사시킨다. 이때, 화상 처리부(1005)는, 촬상 소자(1002)에 의해 생성된 화상 신호의 차분을 산출하여 적외광 화상 신호의 생성을 행한다. 이에 의해, 적외광에 의한 촬상 및 화상 신호의 생성을 행할 수가 있다.
또한, LED 광원 구동부(1012)는, 특허청구의 범위에 기재된 광원의 한 예이다. 촬상 제어부(1003) 및 화상 처리부(1005)는, 특허청구의 범위에 기재된 처리 회로의 한 예이다. 카메라(1000)는, 특허청구의 범위에 기재된 촬상 장치의 한 예이다.
또한, 여기서는, 한 예로서 카메라에 관해 설명하였지만, 본 발명에 관한 기술은, 그 밖에, 예를 들면 감시 장치 등에 적용되어도 좋다.
<10.이동체에의 응용례>
본 기술은, 다양한 제품에 응용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시에 관한 기술은, 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 자동 이륜차, 자전거, 퍼스널모빌리티, 비행기, 드론, 선박, 로봇 등의 어느 한 종류의 이동체에 탑재된 장치로서 실현되어도 좋다.
도 34는, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 한 예인 차량 제어 시스템의 개략적인 구성례를 도시하는 블록도이다.
차량 제어 시스템(12000)은, 통신 네트워크(12001)를 통하여 접속된 복수의 전자 제어 유닛을 구비한다. 도 34에 도시한 예에서는, 차량 제어 시스템(12000)은, 구동계 제어 유닛(12010), 바디계 제어 유닛(12020), 차외 정보 검출 유닛(12030), 차내 정보 검출 유닛(12040), 및 통합 제어 유닛(12050)을 구비한다. 또한, 통합 제어 유닛(12050)의 기능 구성으로 하여, 마이크로 컴퓨터(12051), 음성 화상 출력부(12052), 및 차량탑재 네트워크 I/F(interface)(12053)가 도시되어 있다.
구동계 제어 유닛(12010)은, 각종 프로그램에 따라 차량의 구동계에 관련되는 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 구동계 제어 유닛(12010)은, 내연 기관 또는 구동용 모터 등의 차량의 구동력을 발생시키기 위한 구동력 발생 장치, 구동력을 차륜에 전달하기 위한 구동력 전달 기구, 차량의 타각을 조절하는 스티어링 기구, 및, 차량의 제동력을 발생시키는 제동 장치 등의 제어 장치로서 기능한다.
바디계 제어 유닛(12020)은, 각종 프로그램에 따라 차체에 장비된 각종 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 바디계 제어 유닛(12020)은, 키레스 엔트리 시스템, 스마트 키 시스템, 파워 윈도우 장치, 또는, 헤드 램프, 백 램프, 브레이크 램프, 윙커 또는 포그램프 등의 각종 램프의 제어 장치로서 기능한다. 이 경우, 바디계 제어 유닛(12020)에는, 키를 대체하는 휴대기로부터 발신되는 전파 또는 각종 스위치의 신호가 입력될 수 있다. 바디계 제어 유닛(12020)은, 이들의 전파 또는 신호의 입력을 접수하여, 차량의 도어 로크 장치, 파워 윈도우 장치, 램프 등을 제어한다.
차외 정보 검출 유닛(12030)은, 차량 제어 시스템(12000)을 탑재한 차량의 외부의 정보를 검출한다. 예를 들면, 차외 정보 검출 유닛(12030)에는, 촬상부(12031)가 접속된다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 촬상부(12031)에 차외의 화상을 촬상시킴과 함께, 촬상된 화상을 수신한다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 수신한 화상에 의거하여, 사람, 차, 장애물, 표지 또는 노면상의 문자 등의 물체 검출 처리 또는 거리 검출 처리를 행하여도 좋다.
촬상부(12031)는, 광을 수광하고, 그 광의 수광량에 응한 전기 신호를 출력하는 광센서이다. 촬상부(12031)는, 전기 신호를 화상으로서 출력할 수도 있고, 거리측정의 정보로서 출력할 수도 있다. 또한, 촬상부(12031)가 수광하는 광은, 가시광이라도 좋고, 적외광 등의 비가시광이라도 좋다.
차내 정보 검출 유닛(12040)은, 차내의 정보를 검출한다. 차내 정보 검출 유닛(12040)에는, 예를 들면, 운전자의 상태를 검출하는 운전자 상태 검출부(12041)가 접속된다. 운전자 상태 검출부(12041)는, 예를 들면 운전자를 촬상하는 카메라를 포함하고, 차내 정보 검출 유닛(12040)은, 운전자 상태 검출부(12041)로부터 입력된 검출 정보에 의거하여, 운전자의 피로 정도 또는 집중 정도를 산출하여도 좋고, 운전자가 앉아서 졸고 있지 않는지를 판별하여도 좋다.
마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득된 차내외의 정보에 의거하여, 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치의 제어 목표치를 연산하고, 구동계 제어 유닛(12010)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차량의 충돌 회피 또는 충격 완화, 차간 거리에 의거한 추종 주행, 차속 유지 주행, 차량의 충돌 경고, 또는 차량의 레인 일탈 경고 등을 포함하는 ADAS(Advanced Driver Assistance System)의 기능 실현을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수가 있다.
또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득된 차량의 주위의 정보에 의거하여 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치 등을 제어함에 의해, 운전자의 조작에 근거하지 않고서 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수가 있다.
또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 취득된 차외의 정보에 의거하여, 바디계 제어 유닛(12020)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 검지한 선행차 또는 대향차의 위치에 응하여 헤드 램프를 제어하여, 하이 빔을 로우 빔으로 전환하는 등의 방현(防眩)을 도모하는 것을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수가 있다.
음성 화상 출력부(12052)는, 차량의 탑승자 또는 차외에 대해, 시각적 또는 청각적으로 정보를 통지하는 것이 가능한 출력 장치에 음성 및 화상 중의 적어도 일방의 출력 신호를 송신한다. 도 34의 예에서는, 출력 장치로서, 오디오 스피커(12061), 표시부(12062) 및 인스트루먼트 패널(12063)이 예시되어 있다. 표시부(12062)는, 예를 들면, 온 보드 디스플레이 및 헤드 업 디스플레이의 적어도 하나를 포함하고 있어도 좋다.
도 35는, 촬상부(12031)의 설치 위치의 예를 도시하는 도면이다.
도 35에서는, 차량(12100)은, 촬상부(12031)로서, 촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)를 갖는다.
촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)는, 예를 들면, 차량(12100)의 프런트 노우즈, 사이드 미러, 리어 범퍼, 백 도어 및 차실내의 프론트글라스의 상부 등의 위치에 마련된다. 프런트 노우즈에 구비되는 촬상부(12101) 및 차실내의 프론트글라스의 상부에 구비되는 촬상부(12105)는, 주로 차량(12100)의 전방의 화상을 취득한다. 사이드 미러에 구비되는 촬상부(12102, 12103)는, 주로 차량(12100)의 측방의 화상을 취득한다. 리어 범퍼 또는 백 도어에 구비되는 촬상부(12104)는, 주로 차량(12100)의 후방의 화상을 취득한다. 촬상부(12101 및 12105)에서 취득된 전방의 화상은, 주로 선행차량 또는, 보행자, 장애물, 신호기, 교통 표지 또는 차선 등의 검출에 사용된다.
또한, 도 35에는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬영 범위의 한 예가 도시되어 있다. 촬상 범위(12111)는, 프런트 노우즈에 마련된 촬상부(12101)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12112, 12113)는, 각각 사이드 미러에 마련된 촬상부(12102, 12103)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12114)는, 리어 범퍼 또는 백 도어에 마련된 촬상부(12104)의 촬상 범위를 나타낸다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104)에서 촬상된 화상 데이터가 중합시켜짐에 의해, 차량(12100)을 상방에서 본 부감(俯瞰) 화상을 얻을 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 거리 정보를 취득하는 기능을 갖고 있어도 좋다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 복수의 촬상 소자로 이루어지는 스테레오 카메라라도 좋고, 위상차 검출용의 화소를 갖는 촬상 소자라도 좋다.
예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초로, 촬상 범위(12111 내지 12114) 내에서의 각 입체물까지의 거리와, 이 거리의 시간적 변화(차량(12100)에 대한 상대 속도)를 구함에 의해, 특히 차량(12100)의 진행로상에 있는 가장 가까운 입체물로, 차량(12100)과 개략 같은 방향으로 소정의 속도(예를 들면, 0㎞/h 이상)로 주행하는 입체물을 선행차로서 추출할 수 있다. 또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 선행차와 내차와의 사이에 미리 확보하여야 할 차간 거리를 설정하고, 자동 브레이크 제어(추종 정지 제어도 포함한다)나 자동 가속 제어(추종 발진 제어도 포함한다) 등을 행할 수가 있다. 이와 같이 운전자의 조작에 근거하지 않고서 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수가 있다.
예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초로, 입체물에 관한 입체물 데이터를, 2륜차, 보통 차량, 대형 차량, 보행자, 전신주 등 그 밖의 입체물로 분류하여 추출하고, 장애물의 자동 회피에 이용할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차량(12100)의 주변의 장애물을, 차량(12100)의 드라이버가 시인 가능한 장애물과 시인 곤란한 장애물로 식별한다. 그리고, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 각 장애물과의 충돌의 위험도를 나타내는 충돌 리스크를 판단하고, 충돌 리스크가 설정치 이상으로 충돌 가능성이 있는 상황인 때에는, 오디오 스피커(12061)나 표시부(12062)를 통하여 드라이버에게 경보를 출력하는 것이나, 구동계 제어 유닛(12010)을 통하여 강제 감속이나 회피 조타를 행함으로써, 충돌 회피를 위한 운전 지원을 행할 수가 있다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 적외광을 검출하는 적외광 카메라라도 좋다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재하는지의 여부를 판정함으로써 보행자를 인식할 수 있다. 이러한 보행자의 인식은, 예를 들면 적외광 카메라로서의 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상에서의 특징점을 추출하는 순서와, 물체의 윤곽을 나타내는 일련의 특징점에 패턴 매칭 처리를 행하여 보행자인지의 여부를 판별하는 순서에 의해 행하여진다. 마이크로 컴퓨터(12051)가, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재한다고 판정하고, 보행자를 인식하면, 음성 화상 출력부(12052)는, 당해 인식된 보행자에게 강조를 위한 사각형 윤곽선을 중첩 표시하도록, 표시부(12062)를 제어한다. 또한, 음성 화상 출력부(12052)는, 보행자를 나타내는 아이콘 등을 소망하는 위치에 표시하도록 표시부(12062)를 제어하여도 좋다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 차량 제어 시스템의 한 예에 관해 설명하였다. 본 개시에 관한 기술은, 이상 설명한 구성 중, 촬상부(12031)에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 도 1에서 설명한 촬상 소자(1)는, 촬상부(12031)에 적용할 수 있다. 촬상부(12031)에 본 개시에 관한 기술을 적용함에 의해, 적외광에 의한 촬상이 가능해진다. 야간 등의 저조도 환경에서의 선명한 피사체의 화상을 얻을 수 있기 때문에, 드라이버의 피로를 경감하는 것이 가능해진다.
최후로, 상술한 각 실시의 형태의 설명은 본 기술의 한 예이고, 본 기술은 상술한 실시의 형태로 한정되는 일은 없다. 이 때문에, 상술한 각 실시의 형태 이외라도, 본 기술에 관한 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위라면, 설계 등에 응하여 여러가지의 변경이 가능함은 물론이다.
또한, 본 기술은 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1) 기판과,
상기 기판에 형성된 복수의 광전변환 유닛과,
복수의 컬러 필터를 포함하고,
상기 복수의 광전변환 유닛 내의 각각의 광전변환 유닛은 상기 복수의 컬러 필터 내의 적어도 하나의 대응하는 컬러 필터와 관련되고,
복수의 적외광 필터를 포함하고,
상기 복수의 광전변환 유닛 내의 광전변환 유닛 중 적어도 일부는 상기 복수의 적외광 필터 내의 적어도 하나의 대응하는 적외광 필터와 관련되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
(2) 상기 복수의 광전변환 유닛 내의 각각의 상기 광전변환 유닛은 상기 복수의 적외광 필터 내의 하나의 적외광 필터와 관련되는 상기 (1)에 기재된 촬상 장치.
(3) 상기 복수의 컬러 필터는 제1 파장의 가시광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터, 제2 파장의 가시광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터, 및 제3 파장의 가시광을 통과시키는 적어도 하나의 필터를 포함하는 상기 (1)에 기재된 촬상 장치.
(4) 상기 복수의 적외광 필터는 제1 파장의 적외광을 차단하는 적어도 하나의 적외광 필터, 및 제2 파장의 적외광을 차단하는 적어도 하나의 적외광 필터를 포함하는 상기 (3)에 기재된 촬상 장치.
(5) 상기 복수의 적외광 필터는 제1 파장의 적외광을 차단하는 적어도 하나의 적외광 필터, 제2 파장의 적외광을 차단하는 적어도 하나의 적외광 필터, 및 제3 파장의 적외광을 차단하는 적어도 하나의 적외광을 포함하는 상기 (3)에 기재된 촬상 장치.
(6) 상기 제1 파장의 가시광을 통과시키는 각각의 컬러 필터는 상기 제1 파장의 적외광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루고, 상기 제2 파장의 가시광을 통과시키는 각각의 컬러 필터는 상기 제2 파장의 적외광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루는 상기 (3)에 기재된 촬상 장치.
(7) 상기 제3 파장의 가시광을 통과시키는 각각의 컬러 필터는 상기 제3 파장의 적외광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루는 상기 (6)에 기재된 촬상 장치.
(8) 상기 제3 파장의 가시광을 통과시키는 각각의 컬러 필터는 상기 제2 파장의 적외광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루는 상기 (6)에 기재된 촬상 장치.
(9) 모든 컬러 필터보다 적은 컬러 필터가 적외광 필터와 쌍을 이루는 상기 (3)에 기재된 촬상 장치.
(10) 상기 복수의 컬러 필터의 컬러 필터는 제1 층에 배치되고, 상기 복수의 컬러 필터의 적외광 필터는 제2 층에 배치되는 상기 (1)에 기재된 촬상 장치.
(11) 상기 제1 층은 상기 제2 층과 상기 반도체 기판의 광 입사면 사이에 있는 상기 (10)에 기재된 촬상 장치.
(12) 상기 제2 층은 상기 제1 층과 상기 반도체 기판의 광 입사면 사이에 있는 상기 (10)에 기재된 촬상 장치.
(13) 상기 복수의 컬러 필터는, 적색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터, 녹색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터, 및 청색광을 통과시키는 적어도 하나의 필터를 포함하고, 적색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터는 파장이 850nm인 광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루고, 녹색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터는 파장이 750nm인 적외광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루고, 청색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터는 파장이 850nm인 광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루는 상기 (1)에 기재된 촬상 장치.
(14) 상기 복수의 컬러 필터는, 적색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터, 녹색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터, 및 청색광을 통과시키는 적어도 하나의 필터를 포함하고, 적색광을 통과시키는 상기 적어도 하나의 컬러 필터는 파장이 940nm인 광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루고, 녹색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터는 파장이 750nm인 적외광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루고, 청색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터는 파장이 850nm인 광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루는 상기 (1)에 기재된 촬상 장치.
(15) 상기 복수의 컬러 필터 및 상기 복수의 적외광 필터는 단일 필터층에 통합되어 있는 상기 (14)에 기재된 촬상 장치.
(16) 상기 컬러 필터 중 적어도 일부는 적외광 필터 어느 것과도 쌍을 이루지 않는 상기 (14)에 기재된 촬상 장치.
(17) 상기 복수의 컬러 필터는, 적색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터, 녹색광을 통과시키는 적어도 두개의 컬러 필터, 및 청색광을 통과시키는 적어도 하나의 필터를 포함하고, 적색광을 통과시키는 상기 적어도 하나의 컬러 필터는 파장이 750nm인 광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루고, 녹색광을 통과시키는 적어도 두개의 컬러 필터 중 제1의 컬러 필터는 파장이 750nm인 적외광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루고, 녹색광을 통과시키는 적어도 두개의 컬러 필터 중 제2의 컬러 필터는 파장이 940nm인 적외광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루고, 청색 광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터는 파장이 940nm인 광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루는 상기 (1)에 기재된 촬상 장치.
(18) 인접한 광전변환 유닛들 사이의 화소 분리부와,
각각의 화소 분리부 위의 차광부와,
복수의 온칩 렌즈를 포함하고,
상기 컬러 필터와 상기 적외광 필터는 온칩 렌즈와 기판의 광 입사면 사이에있는 상기 (1) 내지 (17) 중 어느 하나에 기재된 촬상 장치.
(19) 상기 복수의 적외광 필터는 화소 영역의 외부 영역 주위의 영역에 배치된 부분을 포함하는 층에 포함되는 상기 (18)에 기재된 촬상 장치.
(20) 상기 차광부는 인접 컬러 필터와 인접 적외광 필터 사이에서 연장되는 상기 (18)에 기재된 촬상 장치.
(21) 촬상 장치와,
피사체로부터 상기 촬상 장치로 광을 통과시키는 렌즈와,
상기 피사체를 적외광으로 조명하도록 선택적으로 동작 가능한 적외광 광원을 포함하고,
상기 촬상 장치는,
기판과,
상기 기판에 형성된 복수의 광전변환 유닛과,
복수의 컬러 필터를 포함하고,
상기 복수의 광전변환 유닛 내의 각각의 광전변환 유닛은 상기 복수의 컬러 필터 내의 적어도 하나의 대응하는 컬러 필터와 관련되고,
복수의 적외광 필터를 포함하고,
상기 복수의 광전변환 유닛 내의 광전변환 유닛 중 적어도 일부는 상기 복수의 적외광 필터 내의 적어도 하나의 대응하는 적외광 필터와 관련되는 전자 기기.
(22) 적외광을 투과함과 함께 가시광 중 제1의 가시광을 투과하는 제1의 컬러 필터와 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제1의 적외광을 감쇠하는 제1의 적외광 필터를 구비하고, 상기 제1의 컬러 필터 및 상기 제1의 적외광 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호를 생성하는 제1의 화소와,
상기 적외광을 투과함과 함께 상기 가시광 중 제2의 가시광을 투과하는 제2의 컬러 필터와 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제2의 적외광을 감쇠하는 제2의 적외광 필터를 구비하고, 상기 제2의 컬러 필터 및 상기 제2의 적외광 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호를 생성하는 제2의 화소와,
상기 적외광을 투과함과 함께 상기 가시광 중 제3의 가시광을 투과하는 제3의 컬러 필터와 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제3의 적외광을 감쇠하는 제3의 적외광 필터를 구비하고, 상기 제3의 컬러 필터 및 상기 제3의 적외광 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호를 생성하는 제3의 화소를 구비하는 촬상 소자.
(23) 상기 제1의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제1의 컬러 필터 및 상기 제1의 적외광 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하고,
상기 제2의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제2의 컬러 필터 및 상기 제2의 적외광 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하고,
상기 제3의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제3의 컬러 필터 및 상기 제3의 적외광 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하는 상기 (22)에 기재된 촬상 소자.
(24) 적외광을 투과함과 함께 가시광 중 제1의 가시광을 투과하는 제1의 컬러 필터와 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제1의 적외광을 감쇠하는 제1의 적외광 필터를 구비하고, 상기 제1의 컬러 필터 및 상기 제1의 적외광 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호를 생성하는 제1의 화소와,
상기 적외광을 투과함과 함께 상기 가시광 중 제2의 가시광을 투과하는 제2의 컬러 필터와 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제2의 적외광을 감쇠하는 제2의 적외광 필터를 구비하고, 상기 제2의 컬러 필터 및 상기 제2의 적외광 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호를 생성하는 제2의 화소와,
상기 적외광을 투과함과 함께 상기 가시광 중 제3의 가시광을 투과하는 제3의 컬러 필터와 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터의 어느 하나를 구비하고, 상기 제3의 컬러 필터와 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터의 어느 하나를 투과한 광에 응한 화상 신호를 생성하는 제3의 화소를 구비하는 촬상 소자.
(25) 상기 제1의 적외광 및 상기 제2의 적외광은, 각각의 파장이 적어도 30㎚ 다른 상기 (24)에 기재된 촬상 소자.
(26) 상기 제1의 적외광 및 상기 제2의 적외광은, 파장이 약 750㎚, 850㎚ 및 940㎚ 중의 어느 하나인 상기 (24) 또는 (25)에 기재된 촬상 소자.
(27) 상기 제1의 화소, 상기 제2의 화소 및 상기 제3의 화소는, 적어도 약 750㎚, 850㎚ 및 940㎚의 어느 하나인 파장의 광에 응한 화상 신호를 생성하는 상기 (24) 내지 (26) 중 어느 하나에 기재된 촬상 소자.
(28) 상기 제1의 가시광, 상기 제2의 가시광 및 상기 제3의 가시광은, 적색광, 녹색광 및 청색광 중의 어느 하나인 상기 (24) 내지 (27) 중 어느 하나에 기재된 촬상 소자.
(29) 상기 제1의 화소, 상기 제2의 화소 및 상기 제3의 화소는, 베이어 배열로 구성된 상기 (24) 내지 (28) 중 어느 하나에 기재된 촬상 소자.
(30) 상기 제3의 화소에서의 상기 제3의 가시광이 녹색광이고,
상기 베이어 배열로 구성된 2개의 상기 제3의 화소는, 각각 다른 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터를 구비하는 상기 (29)에 기재된 촬상 소자.
(31) 상기 제1의 화소, 상기 제2의 화소 및 상기 제3의 화소가 2차원 격자형상으로 배치된 화소 영역과,
상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터에 인접함과 함께 상기 화소 영역의 주위에 배치된 평탄화막을 또한 구비하는 상기 (24) 내지 (30) 중 어느 하나에 기재된 촬상 소자.
(32) 상기 평탄화막은, 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터의 적어도 하나에 의해 구성된 상기 (31)에 기재된 촬상 소자.
(33) 인접하는 상기 제2의 화소 및 상기 제3의 화소에서의 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터의 사이를 차광하는 차광부를 또한 구비하는 상기 (24)부터 (32)의 어느 하나에 기재된 촬상 소자.
(34) 상기 제1의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제1의 컬러 필터 및 상기 제1의 적외광 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하고,
상기 제2의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제2의 컬러 필터 및 상기 제2의 적외광 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하고,
상기 제3의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제3의 컬러 필터와 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터의 어느 하나를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하는 상기 (24) 내지 (31) 중 어느 하나에 기재된 촬상 소자.
(35) 가시광 영역에서 제1의 가시광을 투과하는 대역 통과형의 여광을 행하여 적외광 영역에서 제1의 적외광을 감쇠시키는 대역 제거형의 여광을 행하는 제1의 필터를 구비하고, 상기 제1의 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호를 생성하는 제1의 화소와,
상기 가시광 영역에서 제2의 가시광을 투과하는 대역 통과형의 여광을 행하여 적외광 영역에서 제2의 적외광을 감쇠시키는 대역 제거형의 여광을 행하는 제2의 필터를 구비하고, 상기 제2의 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호를 생성하는 제2의 화소와,
상기 가시광 영역에서 제3의 가시광을 투과하는 대역 통과형의 여광을 행하여 적외광 영역에서 제1의 적외광 및 제2의 적외광의 어느 하나를 감쇠시키는 대역 제거형의 여광을 행하는 제3의 필터를 구비하고, 상기 제3의 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호를 생성하는 제3의 화소를 구비하는 촬상 소자.
(36) 상기 제1의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제1의 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하고,
상기 제2의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제2의 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하고,
상기 제3의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제3의 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하는 상기 (35)에 기재된 촬상 소자.
(37) 적외광을 투과함과 함께 가시광 중 제1의 가시광을 투과하는 제1의 컬러 필터와 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제1의 적외광을 감쇠하는 제1의 적외광 필터를 구비하고, 상기 제1의 컬러 필터 및 상기 제1의 적외광 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호인 제1의 화상 신호를 생성하는 제1의 화소와,
상기 적외광을 투과함과 함께 상기 가시광 중 제2의 가시광을 투과하는 제2의 컬러 필터와 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제2의 적외광을 감쇠하는 제2의 적외광 필터를 구비하고, 상기 제2의 컬러 필터 및 상기 제2의 적외광 필터를 투과한 광에 응한 화상 신호인 제2의 화상 신호를 생성하는 제2의 화소와,
상기 적외광을 투과함과 함께 상기 가시광 중 제3의 가시광을 투과하는 제3의 컬러 필터와 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터의 어느 하나를 구비하고, 상기 제3의 컬러 필터와 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터의 어느 하나를 투과한 광에 응한 화상 신호인 제3의 화상 신호를 생성하는 제3의 화소와,
상기 생성된 제1의 화상 신호와 상기 생성된 제2의 화상 신호와 상기 생성된 제3의 화상 신호에 의거하여 상기 제1의 적외광에 응한 화상 신호인 제1의 적외광 신호와 상기 제2의 적외광에 응한 화상 신호인 제2의 적외광 신호와 상기 제1의 적외광 및 상기 제2의 적외광과는 다른 적외광에 응한 화상 신호인 제3의 적외광 신호를 생성하는 처리 회로를 구비하는 촬상 장치.
(38) 상기 처리 회로는, 상기 생성된 제1의 화상 신호와 상기 생성된 제2의 화상 신호와 상기 생성된 제3의 화상 신호의 상호의 차분에 의거하여 상기 제1의 적외광 신호와 상기 제2의 적외광 신호와 상기 제3의 적외광 신호를 생성하는 상기 (37)에 기재된 촬상 장치.
(39) 피사체에 적외광을 조사하는 광원을 또한 구비하는 상기 (37) 또는 (38)에 기재된 촬상 장치.
(40) 상기 광원은, 상기 제1의 적외광 및 상기 제2의 적외광을 포함하는 적외광을 조사하는 상기 (39)에 기재된 촬상 장치.
(41) 상기 적외광을 차광하는 적외광 차광 필터와,
피사체와 상기 제1의 화소, 상기 제2의 화소 및 상기 제3의 화소 사이의 광로에 상기 적외광 차광 필터를 삽입함에 의해 상기 적외광의 상기 제1의 화소, 상기 제2의 화소 및 상기 제3의 화소에의 입사를 제어하는 적외광 차광 필터 제어부를 또한 구비하고,
상기 처리 회로는, 상기 적외광 차광 필터 제어부에 의해 상기 적외광 차광 필터가 상기 광로에 삽입된 때에 상기 생성된 제1의 화상 신호와 상기 생성된 제2의 화상 신호와 상기 생성된 제3의 화상 신호에 의거하여 상기 제1의 가시광에 응한 화상 신호와 상기 제2의 가시광에 응한 화상 신호와 상기 제3의 가시광에 응한 화상 신호를 생성하는 상기 (37) 내지 (40) 중 어느 하나 기재된 촬상 장치.
(42) 상기 제1의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제1의 컬러 필터 및 상기 제1의 적외광 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하고,
상기 제2의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제2의 컬러 필터 및 상기 제2의 적외광 필터를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하고,
상기 제3의 화소는, 피사체로부터의 광을 집광하면서 상기 제3의 컬러 필터와 상기 제1의 적외광 필터 및 상기 제2의 적외광 필터의 어느 하나를 투과시키는 온 칩 렌즈를 또한 구비하는 상기 (37) 내지 (41) 중 어느 하나에 기재된 촬상 소자.
(43) 온 칩 렌즈부와,
수광부와,
상기 온 칩 렌즈부 및 상기 수광부의 사이에 배치되는 제1의 필터층과,
상기 온 칩 렌즈부 및 상기 수광부의 사이에 배치되는 제2의 필터층을 구비하고,
상기 온 칩 렌즈부는, 제1의 온 칩 렌즈와 제2의 온 칩 렌즈와 제3의 온 칩 렌즈를 구비하고,
상기 제1의 필터층은, 적외광을 투과함과 함께 가시광 중 제1의 가시광을 투과하는 제1의 컬러 필터와, 적외광을 투과함과 함께 가시광 중 제2의 가시광을 투과하는 제2의 컬러 필터와, 적외광을 투과함과 함께 가시광 중 제3의 가시광을 투과하는 제3의 컬러 필터를 구비하고,
상기 제2의 필터층은, 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제1의 적외광을 감쇠하는 제1의 적외광 필터와, 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제2의 적외광을 감쇠하는 제2의 적외광 필터와, 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제3의 적외광을 감쇠하는 제3의 적외광 필터를 구비하고,
상기 수광부는, 제1의 광전변환부와 제2의 광전변환부와 제3의 광전변환부를 구비하고,
상기 제1의 컬러 필터 및 상기 제1의 적외광 필터는, 상기 제1의 온 칩 렌즈와 상기 제1의 광전변환부의 사이에 배치되고,
상기 제2의 컬러 필터 및 상기 제2의 적외광 필터는, 상기 제2의 온 칩 렌즈와 상기 제2의 광전변환부의 사이에 배치되고,
상기 제3의 컬러 필터 및 상기 제3의 적외광 필터는, 상기 제3의 온 칩 렌즈와 상기 제3의 광전변환부의 사이에 배치되는 촬상 소자.
(44) 온 칩 렌즈부와,
수광부와,
상기 온 칩 렌즈부 및 상기 수광부의 사이에 배치되는 제1의 필터층과,
상기 온 칩 렌즈부 및 상기 수광부의 사이에 배치되는 제2의 필터층을 구비하고,
상기 온 칩 렌즈부는, 제1의 온 칩 렌즈와 제2의 온 칩 렌즈와 제3의 온 칩 렌즈를 구비하고,
상기 제1의 필터층은, 적외광을 투과함과 함께 가시광 중 제1의 가시광을 투과하는 제1의 컬러 필터와, 적외광을 투과함과 함께 가시광 중 제2의 가시광을 투과하는 제2의 컬러 필터와, 적외광을 투과함과 함께 가시광 중 제3의 가시광을 투과하는 제3의 컬러 필터를 구비하고,
상기 제2의 필터층은, 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제1의 적외광을 감쇠하는 제1의 적외광 필터와, 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제2의 적외광을 감쇠하는 제2의 적외광 필터와, 상기 가시광을 투과함과 함께 상기 적외광 중 제3의 적외광을 감쇠하는 제3의 적외광 필터를 구비하고,
상기 수광부는, 제1의 광전변환부와 제2의 광전변환부와 제3의 광전변환부를 구비하고,
상기 제1의 광전변환부는, 상기 제1의 온 칩 렌즈와 상기 제1의 컬러 필터와 상기 제1의 적외광 필터를 투과한 광의 광전변환을 행하고,
상기 제2의 광전변환부는, 상기 제2의 온 칩 렌즈와 상기 제2의 컬러 필터와 상기 제2의 적외광 필터를 투과한 광의 광전변환을 행하고,
상기 제3의 광전변환부는, 상기 제3의 온 칩 렌즈와 상기 제3의 컬러 필터와 상기 제3의 적외광 필터를 투과한 광의 광전변환을 행하는 촬상 소자
1, 1a, 1b : 촬상 소자
2 : 촬상 소자 패키지
3 : 프레임
4 : 보호 글라스
5 : 적외광 차광 필터
6 : 자외광 차광 필터
10 : 화소 어레이부
13∼15 : 영역
20 : 수직 구동부
30 : 칼럼 신호 처리부
40 : 제어부
100 : 화소
110 : 온 칩 렌즈부
111 : 온 칩 렌즈
120 : 컬러 필터
130 : 적외광 필터
138, 139 : 산화물막
141 : 평탄화막
142 : 차광막
143 : 차광부
151 : 반도체 기판
154 : 광전변환부
155 : 절연막
180 : 필터
1002 : 촬상 소자
1005 : 화상 처리부
1010 : 적외광 차광 필터
1011 : 적외광 차광 필터 제어부
1013 : LED 광원
12031, 12101∼12105 : 촬상부
2 : 촬상 소자 패키지
3 : 프레임
4 : 보호 글라스
5 : 적외광 차광 필터
6 : 자외광 차광 필터
10 : 화소 어레이부
13∼15 : 영역
20 : 수직 구동부
30 : 칼럼 신호 처리부
40 : 제어부
100 : 화소
110 : 온 칩 렌즈부
111 : 온 칩 렌즈
120 : 컬러 필터
130 : 적외광 필터
138, 139 : 산화물막
141 : 평탄화막
142 : 차광막
143 : 차광부
151 : 반도체 기판
154 : 광전변환부
155 : 절연막
180 : 필터
1002 : 촬상 소자
1005 : 화상 처리부
1010 : 적외광 차광 필터
1011 : 적외광 차광 필터 제어부
1013 : LED 광원
12031, 12101∼12105 : 촬상부
Claims (21)
- 기판과,
상기 기판에 형성된 복수의 광전변환 유닛과,
복수의 컬러 필터를 포함하고,
상기 복수의 광전변환 유닛 내의 각각의 광전변환 유닛은 상기 복수의 컬러 필터 내의 적어도 하나의 대응하는 컬러 필터와 관련되고,
복수의 적외광 필터를 포함하고,
상기 복수의 광전변환 유닛 내의 광전변환 유닛 중 적어도 일부는 상기 복수의 적외광 필터 내의 적어도 하나의 대응하는 적외광 필터와 관련되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 광전변환 유닛 내의 각각의 상기 광전변환 유닛은 상기 복수의 적외광 필터 내의 하나의 적외광 필터와 관련되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 컬러 필터는 제1 파장의 가시광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터, 제2 파장의 가시광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터, 및 제3 파장의 가시광을 통과시키는 적어도 하나의 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제3항에 있어서,
상기 복수의 적외광 필터는 제1 파장의 적외광을 차단하는 적어도 하나의 적외광 필터, 및 제2 파장의 적외광을 차단하는 적어도 하나의 적외광 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제3항에 있어서,
상기 복수의 적외광 필터는 제1 파장의 적외광을 차단하는 적어도 하나의 적외광 필터, 제2 파장의 적외광을 차단하는 적어도 하나의 적외광 필터, 및 제3 파장의 적외광을 차단하는 적어도 하나의 적외광 필터 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제3항에 있어서,
상기 제1 파장의 가시광을 통과시키는 각각의 컬러 필터는 상기 제1 파장의 적외광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루고, 상기 제2 파장의 가시광을 통과시키는 각각의 컬러 필터는 상기 제2 파장의 적외광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제6항에 있어서,
상기 제3 파장의 가시광을 통과시키는 각각의 컬러 필터는 상기 제3 파장의 적외광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제6항에 있어서,
상기 제3 파장의 가시광을 통과시키는 각각의 컬러 필터는 상기 제2 파장의 적외광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제3항에 있어서,
모든 컬러 필터보다 적은 컬러 필터가 적외광 필터와 쌍을 이루는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 컬러 필터의 컬러 필터는 제1 층에 배치되고, 상기 복수의 컬러 필터의 적외광 필터는 제2 층에 배치되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제10항에 있어서,
상기 제1 층은 상기 제2 층과 상기 반도체 기판의 광 입사면 사이에 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제10항에 있어서,
상기 제2 층은 상기 제1 층과 상기 반도체 기판의 상기 광 입사면 사이에 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 컬러 필터는, 적색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터, 녹색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터, 및 청색광을 통과시키는 적어도 하나의 필터를 포함하고, 적색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터는 파장이 850nm인 광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루고, 녹색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터는 파장이 750nm인 적외광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루고, 청색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터는 파장이 850nm인 광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 컬러 필터는, 적색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터, 녹색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터, 및 청색광을 통과시키는 적어도 하나의 필터를 포함하고, 적색광을 통과시키는 상기 적어도 하나의 컬러 필터는 파장이 940nm인 광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루고, 녹색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터는 파장이 750nm인 적외광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루고, 청색광을 통과시키는 적어도 상기 하나의 컬러 필터는 파장이 850nm인 광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제14항에 있어서,
상기 복수의 컬러 필터 및 상기 복수의 적외광 필터는 단일 필터층에 통합되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제14항에 있어서,
상기 컬러 필터 중 적어도 일부는 적외광 필터 어느 것과도 쌍을 이루지 않는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 컬러 필터는, 적색광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터, 녹색광을 통과시키는 적어도 두개의 컬러 필터, 및 청색광을 통과시키는 적어도 하나의 필터를 포함하고, 적색광을 통과시키는 상기 적어도 하나의 컬러 필터는 파장이 750nm인 광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루고, 녹색광을 통과시키는 적어도 두개의 컬러 필터 중 제1의 컬러 필터는 파장이 750nm인 적외광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루고, 녹색광을 통과시키는 상기 적어도 두개의 컬러 필터 중 제2의 컬러 필터는 파장이 940nm인 적외광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루고, 청색 광을 통과시키는 적어도 하나의 컬러 필터는 파장이 940nm인 광을 차단하는 적외광 필터와 쌍을 이루는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제1항에 있어서,
인접한 광전변환 유닛들 사이의 화소 분리부와,
각각의 화소 분리부 위의 차광부와,
복수의 온칩 렌즈를 포함하고,
상기 컬러 필터와 상기 적외광 필터는 온칩 렌즈와 기판의 광 입사면 사이에있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제18항에 있어서,
상기 복수의 적외광 필터는 화소 영역의 외부 영역 주위의 영역에 배치된 부분을 포함하는 층에 포함되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 제18항에 있어서,
상기 차광부는 인접 컬러 필터와 인접 적외광 필터 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치. - 촬상 장치와,
피사체로부터 상기 촬상 장치로 광을 통과시키는 렌즈와,
상기 피사체를 적외광으로 조명하도록 선택적으로 동작 가능한 적외광 광원을 포함하고,
상기 촬상 장치는,
기판과,
상기 기판에 형성된 복수의 광전변환 유닛과,
복수의 컬러 필터를 포함하고,
상기 복수의 광전변환 유닛 내의 각각의 광전변환 유닛은 상기 복수의 컬러 필터 내의 적어도 하나의 대응하는 컬러 필터와 관련되고,
복수의 적외광 필터를 포함하고,
상기 복수의 광전변환 유닛 내의 광전변환 유닛 중 적어도 일부는 상기 복수의 적외광 필터 내의 적어도 하나의 대응하는 적외광 필터와 관련되는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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|---|---|---|---|
| JP2018068896A JP2019180048A (ja) | 2018-03-30 | 2018-03-30 | 撮像素子および撮像装置 |
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