WO2018110569A1 - 撮像素子、電子機器 - Google Patents

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frequency band
pixels
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杉崎　太郎
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/135—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on four or more different wavelength filter elements

Definitions

  • the present technology relates to an image sensor and an electronic device, and for example, relates to an image sensor and an electronic device that can selectively extract only an electromagnetic wave component having a specific wavelength and generate an image of a plurality of colors.
  • Imaging devices include a CCD (Charge-Coupled Device) image sensor and a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) image sensor.
  • CCD Charge-Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor
  • the image sensor cannot distinguish color information, for example, red light and blue light, like the human eye. Therefore, in conventional image sensors, electromagnetic waves with specific wavelengths such as red (R), green (G), blue (B) and complementary colors (cyan (Cy), magenta (Mg), yellow (Ye), green (G)) A color filter that only transmits light is built in front of each pixel.
  • color information is obtained by acquiring intensity information of each color from transmitted light intensity and performing signal processing or the like on the intensity information of each color.
  • Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Documents 2 to 3 are not sufficiently meeting such requirements.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and allows a specific electromagnetic wave wavelength to be selectively extracted and an image of a plurality of colors to be generated.
  • An imaging device transmits a first pixel including a metal thin film filter that transmits light in a first frequency band, and light in a second frequency band wider than the first frequency band. And a second pixel including a color filter to be operated.
  • An electronic apparatus includes an imaging device and a signal processing unit that processes a signal output from the imaging device, and the imaging device transmits a light in a first frequency band. And a second pixel including a color filter that transmits light in a second frequency band wider than the first frequency band.
  • the first pixel including the metal thin film filter that transmits light in the first frequency band and the light in the second frequency band wider than the first frequency band are transmitted.
  • the electronic device includes the imaging element.
  • the electronic device may be an independent device or an internal block constituting one device.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which shows typically the structural example of 3rd Embodiment of an image pick-up element. It is a figure for demonstrating the color arrangement
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an embodiment of an imaging apparatus that is a type of electronic apparatus to which the present technology is applied.
  • the imaging apparatus 10 includes, for example, a digital camera that can capture both still images and moving images.
  • the imaging apparatus 10 may be, for example, a conventional R (red), G (green), B (blue), or Y (yellow), M (magenta), C (based on the three primary colors or color matching functions. It is composed of a multispectral camera capable of detecting light (multispectrum) in four or more wavelength bands (4 bands or more), which is larger than the three wavelength bands (3 bands) of cyan.
  • the imaging apparatus 10 includes an optical system 11, an imaging element 12, a memory 13, a signal processing unit 14, an output unit 15, and a control unit 16.
  • the optical system 11 includes, for example, a zoom lens, a focus lens, a diaphragm, and the like (not shown), and makes light from the outside enter the image sensor 12.
  • the optical system 11 is provided with various filters such as a polarizing filter as necessary.
  • the image sensor 12 is composed of, for example, a CMOS (Complementary Metal Metal Oxide Semiconductor) image sensor.
  • the image sensor 12 receives incident light from the optical system 11, performs photoelectric conversion, and outputs image data corresponding to the incident light.
  • CMOS Complementary Metal Metal Oxide Semiconductor
  • the memory 13 temporarily stores the image data output from the image sensor 12.
  • the signal processing unit 14 performs signal processing (for example, processing such as noise removal and white balance adjustment) using the image data stored in the memory 13 and supplies the processed signal to the output unit 15.
  • signal processing for example, processing such as noise removal and white balance adjustment
  • the output unit 15 outputs the image data from the signal processing unit 14.
  • the output unit 15 includes a display (not shown) configured with a liquid crystal or the like, and displays a spectrum (image) corresponding to the image data from the signal processing unit 14 as a so-called through image.
  • the output unit 15 includes a driver (not shown) that drives a recording medium such as a semiconductor memory, a magnetic disk, and an optical disk, and records the image data from the signal processing unit 14 on the recording medium.
  • the output unit 15 functions as a communication interface that performs communication with an external device (not shown), and transmits image data from the signal processing unit 14 to the external device wirelessly or by wire.
  • the control unit 16 controls each unit of the imaging device 10 according to a user operation or the like.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the circuit of the image sensor 12 of FIG.
  • the image sensor 12 includes a pixel array 31, a row scanning circuit 32, a PLL (Phase Locked Loop) 33, a DAC (Digital Analog Converter) 34, a column ADC (Analog Digital Converter) circuit 35, a column scanning circuit 36, and a sense amplifier 37. Is provided.
  • PLL Phase Locked Loop
  • DAC Digital Analog Converter
  • column ADC Analog Digital Converter
  • a plurality of pixels 51 are two-dimensionally arranged.
  • the pixels 51 are respectively arranged at points where the horizontal signal line H connected to the row scanning circuit 32 and the vertical signal line V connected to the column ADC circuit 35 intersect, and a photodiode 61 that performs photoelectric conversion and And several types of transistors for reading the accumulated signals. That is, the pixel 51 includes a photodiode 61, a transfer transistor 62, a floating diffusion 63, an amplification transistor 64, a selection transistor 65, and a reset transistor 66 as shown enlarged on the right side of FIG.
  • the charge accumulated in the photodiode 61 is transferred to the floating diffusion 63 via the transfer transistor 62.
  • the floating diffusion 63 is connected to the gate of the amplification transistor 64.
  • the selection transistor 65 is turned on from the row scanning circuit 32 via the horizontal signal line H, and the signal of the selected pixel 51 causes the amplification transistor 64 to be a source follower (Source follower).
  • Source follower Source follower
  • the row scanning circuit 32 sequentially outputs a drive signal for driving the pixels 51 of the pixel array 31 (for example, transfer, selection, reset, etc.) for each row.
  • the PLL 33 generates and outputs a clock signal having a predetermined frequency necessary for driving each part of the image sensor 12 based on a clock signal supplied from the outside.
  • the DAC 34 generates and outputs a ramp signal having a shape (substantially saw-tooth shape) that returns to the predetermined voltage value after the voltage drops from the predetermined voltage value with a certain slope.
  • the column ADC circuit 35 has the same number of comparators 71 and counters 72 as the columns of the pixels 51 of the pixel array 31, and from the pixel signals output from the pixels 51, CDS (Correlated Double Sampling: correlation 2
  • CDS Correlated Double Sampling: correlation 2
  • the signal level is extracted by a multiple sampling operation, and pixel data is output. That is, the comparator 71 compares the ramp signal supplied from the DAC 34 with the pixel signal (luminance value) output from the pixel 51, and supplies the comparison result signal obtained as a result to the counter 72. Then, the counter 72 counts a counter clock signal having a predetermined frequency in accordance with the comparison result signal output from the comparator 71, whereby the pixel signal is A / D converted.
  • the column scanning circuit 36 supplies a signal for outputting pixel data sequentially to the counter 72 of the column ADC circuit 35 at a predetermined timing.
  • the sense amplifier 37 amplifies the pixel data supplied from the column ADC circuit 35 and outputs it to the outside of the image sensor 12.
  • FIG. 3 schematically illustrates a configuration example of a cross section of the image sensor 12 ⁇ / b> A that is the first embodiment of the image sensor 12 of FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a cross section of four pixels of the pixels 51-1 to 51-4 of the image sensor 12.
  • the pixels 51-1 to 51-4 are simply referred to as the pixels 51 when it is not necessary to individually distinguish them.
  • each pixel 51 an on-chip microlens 101, an interlayer film 102, a narrow band filter layer 103, an interlayer film 104, a photoelectric conversion element layer 105, and a signal wiring layer 106 are stacked in order from the top. That is, the image sensor 12 is composed of a back-illuminated CMOS image sensor in which the photoelectric conversion element layer 105 is disposed on the light incident side from the signal wiring layer 106.
  • the on-chip microlens 101 is an optical element for condensing light on the photoelectric conversion element layer 105 of each pixel 51.
  • the interlayer film 102 and the interlayer film 104 are made of a dielectric such as SiO2. As will be described later, the dielectric constants of the interlayer film 102 and the interlayer film 104 are desirably as low as possible.
  • each pixel 51 is provided with a narrowband filter NB that is an optical filter that transmits narrowband light of a predetermined narrow wavelength band (narrowband).
  • a narrowband filter NB that is an optical filter that transmits narrowband light of a predetermined narrow wavelength band (narrowband).
  • it is a kind of metal thin film filter using a metal thin film such as aluminum, and a plasmon filter using surface plasmons is used for the narrow band filter NB.
  • the transmission band of the narrow band filter NB is set for each pixel 51.
  • the type (number of bands) of the transmission band of the narrow band filter NB is arbitrary, and is set to 4 or more, for example.
  • the narrow band is, for example, conventional R (red), G (green), B (blue), Y (yellow), M (magenta), C based on the three primary colors or color matching functions.
  • the wavelength band is narrower than the transmission band of the (cyan) color filter.
  • the pixel that receives the narrowband light transmitted through the narrowband filter NB is referred to as a multispectral pixel or an MS pixel.
  • the photoelectric conversion element layer 105 includes, for example, the photodiode 61 of FIG. 2, receives light (narrowband light) that has passed through the narrowband filter layer 103 (narrowband filter NB), and converts the received light into electric charges. To do.
  • the photoelectric conversion element layer 105 is configured such that the pixels 51 are electrically separated by an element separation layer.
  • the signal wiring layer 106 is provided with wiring or the like for reading the charges accumulated in the photoelectric conversion element layer 105.
  • FIG. 4 shows a configuration example of a plasmon filter 121A having a hole array structure.
  • the plasmon filter 121A is configured by a plasmon resonator in which holes 132A are arranged in a honeycomb shape in a metal thin film (hereinafter referred to as a conductor thin film) 131A.
  • Each hole 132A penetrates the conductor thin film 131A and acts as a waveguide.
  • a waveguide has a cut-off frequency and a cut-off wavelength determined by the shape such as the length of the side and the diameter, and has a property that light having a frequency lower than that (wavelength higher than that) does not propagate.
  • the cutoff wavelength of the hole 132A mainly depends on the opening diameter D1, and the cutoff wavelength becomes shorter as the opening diameter D1 is smaller.
  • the aperture diameter D1 is set to a value smaller than the wavelength of light that is desired to be transmitted.
  • FIG. 5 is a graph showing the dispersion relation of surface plasmons.
  • the horizontal axis of the graph represents the angular wave number vector k, and the vertical axis represents the angular frequency ⁇ .
  • ⁇ p indicates the plasma frequency of the conductive thin film 131A.
  • ⁇ sp indicates the surface plasma frequency at the boundary surface between the interlayer film 102 and the conductive thin film 131A, and is represented by the following equation (1).
  • ⁇ d represents the dielectric constant of the dielectric constituting the interlayer film 102.
  • the surface plasma frequency ⁇ sp increases as the plasma frequency ⁇ p increases. Further, the surface plasma frequency ⁇ sp increases as the dielectric constant ⁇ d decreases.
  • the line L1 indicates the light dispersion relationship (light line) and is expressed by the following equation (2).
  • the line L2 represents the dispersion relation of the surface plasmon and is represented by the following formula (3).
  • ⁇ m represents the dielectric constant of the conductive thin film 131A.
  • the dispersion relation of the surface plasmon represented by the line L2 is asymptotic to the light line represented by the line L1 in the range where the angular wave vector k is small, and asymptotic to the surface plasma frequency ⁇ sp as the angular wave vector k increases. To do.
  • ⁇ represents the wavelength of incident light.
  • ⁇ represents the incident angle of incident light.
  • G x and G y are expressed by the following equation (5).
  • a 0 represents the lattice constant of the hole array structure composed of the holes 132A of the conductor thin film 131A.
  • Equation (4) represents the angular wave number vector of the surface plasmon
  • the right side represents the angular wave vector of the hole array period of the conductor thin film 131A. Therefore, when the angular wave number vector of the surface plasmon is equal to the angular wave vector of the hole array period of the conductor thin film 131A, an abnormal plasmon transmission phenomenon occurs.
  • the value of ⁇ at this time is the plasmon resonance wavelength (the transmission wavelength of the plasmon filter 121A).
  • the angular wave number vector of the surface plasmon on the left side of Equation (4) is determined by the dielectric constant ⁇ m of the conductive thin film 131A and the dielectric constant ⁇ d of the interlayer film 102.
  • the angular wave vector of the hole array period on the right side is determined by the incident angle ⁇ of light and the pitch (hole pitch) P1 between adjacent holes 132A of the conductive thin film 131A.
  • the plasmon resonance wavelength and resonance frequency are determined by the dielectric constant ⁇ m of the conductor thin film 131A, the dielectric constant ⁇ d of the interlayer film 102, the incident angle ⁇ of light, and the hole pitch P1.
  • the plasmon resonance wavelength and resonance frequency are determined by the dielectric constant ⁇ m of the conductor thin film 131A, the dielectric constant ⁇ d of the interlayer film 102, and the hole pitch P1.
  • the transmission band (plasmon resonance wavelength) of the plasmon filter 121A includes the material and film thickness of the conductive thin film 131A, the material and film thickness of the interlayer film 102, and the pattern period of the hole array (for example, the hole 132A opening diameter D1 and hole pitch). P1) etc.
  • the transmission band of the plasmon filter 121A changes depending on the pattern period of the hole array, particularly the hole pitch P1.
  • the transmission band of the plasmon filter 121A is shifted to the short wavelength side, and as the hole pitch P1 is widened, the transmission band of the plasmon filter 121A is shifted to the long wavelength side.
  • FIG. 6 is a graph showing an example of spectral characteristics of the plasmon filter 121A when the hole pitch P1 is changed.
  • the horizontal axis of the graph represents wavelength (unit: nm), and the vertical axis represents sensitivity (unit: arbitrary unit).
  • the line L11 shows the spectral characteristics when the hole pitch P1 is set to 250 nm
  • the line L12 shows the spectral characteristics when the hole pitch P1 is set to 325 nm
  • the line L13 sets the hole pitch P1 to 500 nm. The spectral characteristics are shown.
  • the plasmon filter 121A When the hole pitch P1 is set to 250 nm, the plasmon filter 121A mainly transmits light in the blue wavelength band. When the hole pitch P1 is set to 325 nm, the plasmon filter 121A mainly transmits light in the green wavelength band. When the hole pitch P1 is set to 500 nm, the plasmon filter 121A mainly transmits light in the red wavelength band. However, when the hole pitch P1 is set to 500 nm, the plasmon filter 121A transmits a large amount of light in a band having a wavelength lower than that of red due to a waveguide mode described later.
  • FIG. 7 is a graph showing another example of the spectral characteristics of the plasmon filter 121A when the hole pitch P1 is changed.
  • the horizontal axis of the graph represents wavelength (unit: nm), and the vertical axis represents sensitivity (unit: arbitrary unit).
  • This example shows an example of spectral characteristics of 16 types of plasmon filters 121A when the hole pitch P1 is changed from 250 nm to 625 nm in increments of 25 nm.
  • the transmittance of the plasmon filter 121A is mainly determined by the opening diameter D1 of the hole 132A. As the opening diameter D1 increases, the transmittance increases, but color mixing tends to occur. In general, it is desirable to set the opening diameter D1 so that the opening ratio is 50% to 60% of the hole pitch P1.
  • each hole 132A of the plasmon filter 121A functions as a waveguide. Therefore, depending on the pattern of the hole array of the plasmon filter 121A, in the spectral characteristics, not only the wavelength component transmitted by surface plasmon resonance (the wavelength component in plasmon mode) but also the wavelength component transmitted through the hole 132A (waveguide) ( The wavelength component in the waveguide mode may increase.
  • FIG. 8 shows the spectral characteristics of the plasmon filter 121A when the hole pitch P1 is set to 500 nm, similar to the spectral characteristics represented by the line L13 in FIG.
  • the wavelength component in the plasmon mode is longer than the cutoff wavelength near 630 nm, and the wavelength component in the waveguide mode is shorter than the cutoff wavelength.
  • the cutoff wavelength mainly depends on the opening diameter D1 of the hole 132A.
  • the wavelength resolution characteristic of the plasmon filter 121A is improved.
  • the transmission band of the plasmon filter 121A it is possible to set the transmission band of the plasmon filter 121A to a shorter wavelength band when a metal having a lower plasma frequency ⁇ p is used for the conductive thin film 131A.
  • a metal having a lower plasma frequency ⁇ p for the conductive thin film 131A.
  • aluminum, silver, gold, etc. are suitable.
  • the transmission band is set to a long wavelength band such as infrared light, copper or the like can also be used.
  • the transmission band of the plasmon filter 121A can be set to a shorter wavelength band.
  • SiO2, Low-K, etc. are suitable.
  • FIG. 9 is a graph showing the propagation characteristics of surface plasmons at the interface between the conductive thin film 131A and the interlayer film 102 when aluminum is used for the conductive thin film 131A and SiO 2 is used for the interlayer film 102.
  • the horizontal axis of the graph indicates the wavelength of light (unit: nm), and the vertical axis indicates the propagation distance (unit: ⁇ m).
  • the line L21 indicates the propagation characteristic in the interface direction
  • the line L22 indicates the propagation characteristic in the depth direction of the interlayer film 102 (direction perpendicular to the interface)
  • the line L23 indicates the depth direction (in the depth direction of the conductor thin film 131A). The propagation characteristics in the direction perpendicular to the interface are shown.
  • k SPP indicates the absorption coefficient of the material through which the surface plasmon propagates.
  • ⁇ m ( ⁇ ) represents a dielectric constant of the conductive thin film 131A with respect to light having a wavelength ⁇ .
  • ⁇ d ( ⁇ ) represents a dielectric constant of the interlayer film 102 with respect to light having a wavelength ⁇ .
  • the surface plasmon for light having a wavelength of 400 nm propagates from the surface of the interlayer film 102 made of SiO 2 to about 100 nm in the depth direction. Therefore, by setting the thickness of the interlayer film 102 to 100 nm or more, the influence of the material laminated on the surface of the interlayer film 102 opposite to the conductor thin film 131A on the surface plasmon at the interface between the interlayer film 102 and the conductor thin film 131A. Is prevented from reaching.
  • the surface plasmon for light having a wavelength of 400 nm propagates from the surface of the conductor thin film 131A made of aluminum to about 10 nm in the depth direction. Therefore, by setting the thickness of the conductor thin film 131A to 10 nm or more, the influence of the interlayer film 104 on the surface plasmon at the interface between the interlayer film 102 and the conductor thin film 131A is prevented.
  • 10A includes a plasmon resonator in which holes 132B are arranged in an orthogonal matrix in the conductive thin film 131B.
  • the transmission band changes depending on the pitch P2 between the adjacent holes 132B.
  • the plasmon resonator not all holes need to penetrate the conductor thin film, and the plasmon resonator functions as a filter even if some holes are constituted by non-through holes that do not penetrate the conductor thin film.
  • FIG. 10B shows a plan view of a plasmon filter 121C configured by a plasmon resonator in which holes 132C made of through holes and holes 132C ′ made of non-through holes are arranged in a honeycomb shape in the conductive thin film 131C. And a sectional view (a sectional view taken along line AA ′ in the plan view) is shown. That is, in the plasmon filter 121C, holes 132C made of through holes and holes 132C 'made of non-through holes are periodically arranged.
  • a single-layer plasmon resonator is basically used, but for example, it can be constituted by a two-layer plasmon resonator.
  • the plasmon filter 121D shown in FIG. 11 includes a two-layer plasmon filter 121D-1 and a plasmon filter 121D-2.
  • the plasmon filter 121D-1 and the plasmon filter 121D-2 have a structure in which holes are arranged in a honeycomb shape, like the plasmon resonator constituting the plasmon filter 121A of FIG.
  • the distance D2 between the plasmon filter 121D-1 and the plasmon filter 121D-2 is about 1 ⁇ 4 of the peak wavelength of the transmission band.
  • the interval D2 is more preferably 1 ⁇ 2 or less of the peak wavelength of the transmission band.
  • holes are arranged in the same pattern in the plasmon filter 121D-1 and the plasmon filter 121D-2, for example, in a pattern similar to each other in a two-layer plasmon resonator structure.
  • a hole may be arranged.
  • holes and dots may be arranged in a pattern in which a hole array structure and a dot array structure (described later) are reversed.
  • the plasmon filter 121D has a two-layer structure, it can be multi-layered with three or more layers.
  • a configuration example of a plasmon filter using a plasmon resonator having a hole array structure has been described.
  • a plasmon resonator having a dot array structure may be employed as the plasmon filter.
  • the plasmon filter 121A ′ in FIG. 12A has a negative / positive inversion structure with respect to the plasmon resonator of the plasmon filter 121A in FIG. 4, that is, a plasmon resonator in which dots 133A are arranged in a honeycomb shape on the dielectric layer 134A. Has been. A dielectric layer 134A is filled between the dots 133A.
  • the plasmon filter 121A ' is used as a complementary color filter in order to absorb light in a predetermined wavelength band.
  • the wavelength band of light absorbed by the plasmon filter 121A '(hereinafter referred to as an absorption band) varies depending on the pitch (hereinafter referred to as dot pitch) P3 between adjacent dots 133A. Further, the diameter D3 of the dot 133A is adjusted according to the dot pitch P3.
  • the plasmon filter 121B ′ of FIG. 12B has a negative-positive inversion structure with respect to the plasmon resonator of the plasmon filter 121B of FIG. 10A, that is, the plasmon resonance in which the dots 133B are arranged in an orthogonal matrix on the dielectric layer 134B. It is composed of body structure. A dielectric layer 134B is filled between the dots 133B.
  • the absorption band of the plasmon filter 121B 'varies depending on the dot pitch P4 between adjacent dots 133B. Further, the diameter D3 of the dot 133B is adjusted according to the dot pitch P4.
  • FIG. 13 is a graph showing an example of spectral characteristics when the dot pitch P3 of the plasmon filter 121A ′ in FIG. 12A is changed.
  • the horizontal axis of the graph indicates the wavelength (unit: nm), and the vertical axis indicates the transmittance.
  • the line L31 shows the spectral characteristics when the dot pitch P3 is set to 300 nm
  • the line L32 shows the spectral characteristics when the dot pitch P3 is set to 400 nm
  • the line L33 sets the dot pitch P3 to 500 nm. The spectral characteristics are shown.
  • the dot pitch P3 becomes narrower, the absorption band of the plasmon filter 121A ′ shifts to the short wavelength side, and as the dot pitch P3 becomes wider, the absorption band of the plasmon filter 121A ′ becomes longer. Shift to.
  • the transmission band or the absorption band can be adjusted only by adjusting the pitch in the plane direction of the holes or dots. Therefore, for example, it is possible to individually set the transmission band or absorption band for each pixel simply by adjusting the pitch of holes or dots in the lithography process, and it is possible to increase the number of colors of the filter with fewer processes. .
  • the thickness of the plasmon filter is about 100 to 500 nm, which is almost the same as that of the organic material color filter, and the process affinity is good.
  • the plasmon filter 151 using GMR (Guided Mode Resonant) shown in FIG. 14 can also be used for the narrow band filter NB.
  • a conductor layer 161, a SiO2 film 162, a SiN film 163, and a SiO2 substrate 164 are laminated in order from the top.
  • the conductor layer 161 is included in, for example, the narrow band filter layer 103 in FIG. 3, and the SiO 2 film 162, the SiN film 163, and the SiO 2 substrate 164 are included in, for example, the interlayer film 104 in FIG.
  • rectangular conductor thin films 161A made of, for example, aluminum are arranged at a predetermined pitch P5 so that the long sides of the conductor thin films 161A are adjacent to each other. Then, the transmission band of the plasmon filter 151 changes depending on the pitch P5 and the like.
  • FIG. 15 is a graph showing an example of spectral characteristics of the plasmon filter 151 when the pitch P5 is changed.
  • the horizontal axis of the graph indicates the wavelength (unit: nm), and the vertical axis indicates the transmittance.
  • This example shows an example of spectral characteristics when the pitch P5 is changed from six types in increments of 40 nm from 280 nm to 480 nm and the width of the slit between adjacent conductive thin films 161A is set to 1/4 of the pitch P5. ing.
  • the waveform with the shortest peak wavelength in the transmission band shows the spectral characteristics when the pitch P5 is set to 280 nm, and the peak wavelength becomes longer as the pitch P5 becomes wider. That is, as the pitch P5 becomes narrower, the transmission band of the plasmon filter 151 shifts to the short wavelength side, and as the pitch P5 becomes wider, the transmission band of the plasmon filter 151 shifts to the long wavelength side.
  • the plasmon filter 151 using the GMR has a good affinity with an organic material type color filter in the same manner as the plasmon filter having the hole array structure and the dot array structure described above.
  • FIG. 16 schematically shows a configuration example of a cross section of an image sensor 12B which is the second embodiment of the image sensor 12.
  • portions corresponding to the image sensor 12A of FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.
  • the image sensor 12B is different from the image sensor 12A in that a color filter layer 107 is laminated between the on-chip microlens 101 and the interlayer film 102.
  • the narrowband filter NB is provided only in some of the pixels 51 instead of all the pixels 51.
  • the type (number of bands) of the transmission band of the narrow band filter NB is arbitrary, and is set to 1 or more, for example.
  • a color filter is provided in each pixel 51.
  • any one of a general red filter R, a green filter G, and a blue filter B (not shown) is provided in the pixel 51 where the narrow band filter NB is not provided.
  • a general red filter R a green filter G
  • a blue filter B (not shown) is provided in the pixel 51.
  • an R pixel provided with a red filter R, a G pixel provided with a green filter G, a B pixel provided with a blue filter, and an MS pixel provided with a narrowband filter NB are converted into a pixel array. 31.
  • the transmission filter P is provided in the color filter layer 107.
  • the transmission filter P is configured by an optical filter (a low-pass filter, a high-pass filter, or a band-pass filter) that transmits light in a wavelength band including the transmission band of the narrow-band filter NB of the same pixel 51.
  • the color filter provided in the color filter layer 107 may be either an organic material type or an inorganic material type.
  • Organic material color filters include, for example, dyeing and coloring systems using synthetic resins or natural proteins, and pigment-containing systems using pigment pigments or dye pigments.
  • the inorganic material type color filter materials such as TiO2, ZnS, SiN, MgF2, SiO2, and Low-k are used, for example.
  • techniques such as vapor deposition, sputtering, and CVD (Chemical Vapor Deposition) film formation are used to form an inorganic material color filter.
  • the interlayer film 102 can prevent the influence of the color filter layer 107 on the surface plasmon at the interface between the interlayer film 102 and the narrowband filter layer 103.
  • FIG. 17 schematically shows how flare occurs in the imaging apparatus 10 using the imaging element 12A of FIG. 2 in which the color filter layer 107 is not provided.
  • the image sensor 12A is provided on the semiconductor chip 203.
  • the semiconductor chip 203 is mounted on the substrate 213, and the periphery is covered with a seal glass 211 and a resin 212.
  • transmitted the lens 201 and IR cut filter 202 provided in the optical system 11 of FIG. 1, and the seal glass 211 injects into the image pick-up element 12A.
  • the narrow band filter NB of the narrow band filter layer 103 of the image sensor 12A is formed of a plasmon filter
  • a metal conductive thin film is formed on the plasmon filter. Since this conductor thin film has a high reflectance, it easily reflects light having a wavelength other than the transmission band. Then, a part of the light reflected by the conductive thin film is reflected by the seal glass 211, the IR cut filter 202, or the lens 201 as shown in FIG. 17, for example, and reenters the imaging element 12A. Flare is generated by the re-incident light.
  • a plasmon filter using a hole array structure has a low aperture ratio, so flare is likely to occur.
  • an antireflection film made of a metal different from the conductor thin film or a material having a high dielectric constant.
  • the plasmon filter uses surface plasmon resonance, and when such an antireflection film touches the surface of the conductive thin film, the characteristics of the plasmon filter deteriorate or it is difficult to obtain desired characteristics. There is a possibility.
  • FIG. 18 schematically shows how flare occurs in the imaging apparatus 10 using the imaging element 12B of FIG. 16 provided with the color filter layer 107.
  • FIG. 18 differs from the example of FIG. 17 in that a semiconductor chip 221 is provided instead of the semiconductor chip 203.
  • the semiconductor chip 221 is different from the semiconductor chip 203 in that an image sensor 12B is provided instead of the image sensor 12A.
  • the transmission filter P is provided above the narrow band filter NB (on the light incident side). Therefore, the light incident on the image sensor 12B is incident on the narrowband filter NB after a predetermined wavelength band is blocked by the transmission filter P, so that the amount of light incident on the narrowband filter NB is suppressed. As a result, the amount of light reflected by the conductive thin film of the narrow band filter NB (plasmon filter) is also reduced, so that flare is reduced.
  • 19 to 21 show examples of spectral characteristics of the narrow band filter NB and spectral characteristics of the transmission filter P disposed above the narrow band filter NB.
  • the horizontal axis indicates the wavelength (unit: nm), and the vertical axis indicates the sensitivity (unit: arbitrary unit).
  • a line L41 in FIG. 19 indicates the spectral characteristic of the narrow band filter NB.
  • the peak wavelength of the spectral characteristics of the narrow band filter NB is about 430 nm.
  • a line L42 indicates the spectral characteristic of the low-pass transmission filter P.
  • a line L43 indicates the spectral characteristic of the high-pass transmission filter P.
  • a line L44 indicates the spectral characteristics of the bandpass transmission filter P.
  • the sensitivity of any transmission filter P exceeds the sensitivity of the narrow band filter NB in a predetermined wavelength band including the peak wavelength of the spectral characteristics of the narrow band filter NB. Therefore, regardless of which transmission filter P is used, the amount of incident light incident on the narrowband filter NB can be reduced without substantially attenuating the light in the transmission band of the narrowband filter NB.
  • the 20 shows a spectral characteristic of the narrow band filter NB.
  • the peak wavelength of the spectral characteristics of the narrow band filter NB is about 530 nm.
  • a line L52 indicates the spectral characteristics of the low-pass transmission filter P.
  • a line L53 indicates the spectral characteristic of the high-pass transmission filter P.
  • a line L54 indicates the spectral characteristic of the bandpass transmission filter P.
  • the sensitivity of any of the transmission filters exceeds the sensitivity of the narrow band filter NB in a predetermined wavelength band including the peak wavelength of the spectral characteristics of the narrow band filter NB. Therefore, regardless of which transmission filter P is used, the amount of incident light incident on the narrowband filter NB can be reduced without substantially attenuating the light in the transmission band of the narrowband filter NB.
  • the 21 represents the spectral characteristic of the narrow band filter NB.
  • the peak wavelength in the plasmon mode of the spectral characteristics of the narrow band filter NB is about 670 nm.
  • a line L62 indicates the spectral characteristic of the low-pass transmission filter P.
  • a line L63 indicates the spectral characteristic of the high-pass transmission filter P.
  • a line L64 indicates the spectral characteristic of the bandpass transmission filter P.
  • the sensitivity of any transmission filter P exceeds the sensitivity of the narrow band filter NB in a predetermined wavelength band including the peak wavelength of the plasmon mode of about 630 nm or more, which is the cutoff wavelength of the spectral characteristics of the narrow band filter NB.
  • the amount of incident light incident on the narrow band filter NB can be reduced without substantially attenuating light in the transmission band in the plasmon mode of the narrow band filter NB.
  • the use of the high-pass or band-pass type transmission filter P is more preferable as a narrow-band filter characteristic because it can block light in the wavelength band of the waveguide mode of the narrow-band filter NB.
  • the transmission band of the red filter R, the green filter G, or the blue filter B includes the transmission band of the lower narrowband filter NB, these filters may be used as the transmission filter P.
  • the narrow band filter NB is provided in only some of the pixels 51 , but it is also possible to provide the narrow band filter NB in all the pixels 51.
  • a transmission filter P having a transmission band including the transmission band of the narrow band filter NB of the pixel 51 may be provided in the color filter layer 107 for each pixel 51.
  • the color filter color combination of the color filter layer 107 is not limited to the above-described example, and can be arbitrarily changed.
  • the transmission filter P may not be provided above the narrow band filter NB, or a dummy filter that transmits light of all wavelengths may be provided. Good.
  • FIG. 22 schematically illustrates a configuration example of a cross section of an image sensor 12 ⁇ / b> C that is the third embodiment of the image sensor 12.
  • portions corresponding to the image sensor 12A of FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.
  • the image sensor 12C is different from the image sensor 12A in that a filter layer 108 is provided instead of the narrowband filter layer 103. Further, the image sensor 12C is provided with a narrowband filter NB and color filters (for example, a red filter R, a green filter G, and a blue filter B) in the same filter layer 108 as compared with the image sensor 12B of FIG. The point is different.
  • a filter layer 108 is provided instead of the narrowband filter layer 103.
  • color filters for example, a red filter R, a green filter G, and a blue filter B
  • the color filter layer 107 can be omitted.
  • a color filter layer may be laminated between the on-chip microlens 101 and the interlayer film 102, as with the image sensor 12B.
  • the above-described transmission filter P is provided in the color filter layer.
  • the color filter is provided in the filter layer 108, no filter is provided in the color filter layer, or the same as the dummy filter or the filter layer 108 that transmits light of all wavelengths. Color filters for colors are provided.
  • Light having a desired frequency can be extracted by the plasmon filter 121 described above. That is, by adjusting the hole pitch P of the plasmon filter 121 and the opening diameter D of the holes, it can be used as a filter for extracting light having a desired frequency. In other words, by using the plasmon filter 121, it is possible to configure a sensor including pixels that respectively receive light having a plurality of frequencies.
  • the imaging device including the plasmon filter 121 is appropriately described as a multispectral pixel (MS pixel). The description will be continued by taking the case where the narrowband filter layer 103 is the plasmon filter 121 as an example.
  • a metal thin film filter for transmitting electromagnetic waves (light) in a predetermined frequency band for example, a pixel including a plasmon filter 121, a predetermined frequency band (first frequency band) And a pixel having a color filter for transmitting electromagnetic waves (light) in a second frequency band wider than one frequency band, and processing signals obtained from these pixels, a plurality of signals ( A case of generating signals in a plurality of frequency bands will be described.
  • a configuration in which G pixels are added to multispectral pixels (configuration 1), a configuration in which W pixels are added to multispectral pixels (configuration 2), or multispectral
  • configuration 1 a configuration in which G pixels are added to multispectral pixels
  • configuration 2 a configuration in which W pixels are added to multispectral pixels
  • configuration 3 a configuration in which G pixels and W pixels are added to the pixels
  • Configuration 1 a configuration different from Configuration 1, Configuration 2, or Configuration 3 described below
  • a configuration combining R pixels, G pixels, B pixels, and multispectral pixels (described as a comparative configuration) is also conceivable. If the multispectral pixel is one pixel, in the comparison configuration, one unit is formed by four pixels.
  • each of the configuration 1 and the configuration 2 is a combination of a multispectral pixel and one pixel of a G pixel or a W pixel, two pixels constitute one unit.
  • the configuration 3 is a configuration of a combination of multispectral pixels and two pixels of G pixels and W pixels, one unit is configured by three pixels.
  • the resolution can be improved by arranging more units.
  • the number of units arranged in the pixel array 31 is smaller when arranged in the comparison configuration than when arranged in any of the configurations 1, 2, and 3. That is, according to the comparison configuration, the number of colors is increased as compared with the configuration 1, the configuration 2, and the configuration 3, so that the resolution is decreased.
  • the resolution can be improved.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration example of configuration 1 in which G pixels are added to multispectral pixels.
  • G represents a G pixel
  • MS represents an MS pixel.
  • the G pixel is a pixel in which the color of the color filter layer 107 (FIG. 16) or the filter layer 108 (FIG. 22) is green.
  • the MS pixel is a multispectral pixel and is a pixel that receives light (predetermined color) in a predetermined frequency band.
  • FIG. 23 shows 16 pixels of 4 ⁇ 4 in the pixel array 31 (FIG. 2), and a pixel group having such an arrangement is repeatedly arranged in the pixel array 31.
  • numbers are assigned respectively.
  • the pixel arranged at the upper left is the G1 pixel
  • the MS1 pixel is arranged on the right side thereof.
  • G pixel and MS pixels are alternately arranged in each of the horizontal direction and the vertical direction.
  • G pixels and MS pixels are alternately arranged, but different arrangements may be used.
  • the color arrangement may be such that two G pixels and two MS pixels are alternately arranged, and one G pixel and two MS pixels are alternately arranged.
  • the G pixel is a pixel that receives green light, for example, light in a frequency band of 500 to 550 nm.
  • G1 to G8 pixels are pixels that receive light in this frequency band.
  • MS pixel is a pixel that receives light in the frequency band targeted for extraction.
  • the MS1 to MS8 pixels receive light of different frequency bands.
  • the sensor can handle light in eight frequency bands by the MS1 to MS8 pixels.
  • the MS1 to MS8 pixels are all described as receiving light in different frequency bands, but may be pixels receiving light in the same frequency band.
  • the MS1 pixel and the MS2 pixel are pixels that receive light in the first frequency band
  • the MS3 pixel and the MS4 pixel are the second frequency bands.
  • the pixels receive light in the frequency band
  • the MS5 and MS6 pixels are pixels that receive light in the third frequency band
  • the MS7 and MS8 pixels are pixels that receive light in the fourth frequency band.
  • Such a configuration is also possible.
  • the MS1 to MS8 pixels are configured assuming that the MS1 to MS8 pixels all receive light in different frequency bands, for example, signals shown in FIG. 24 are obtained from the MS1 to MS8 pixels.
  • MS1 pixel receives light of frequency band M1.
  • the MS2 pixel receives light of the frequency band M2
  • the MS3 pixel receives light of the frequency band M3
  • the MS4 pixel receives light of the frequency band M4
  • the MS5 pixel receives light of the frequency band M5.
  • the MS6 pixel receives light in the frequency band M6, the MS7 pixel receives light in the frequency band M7, and the MS8 pixel receives light in the frequency band M8.
  • the MS1 to MS8 pixels can be pixels that receive light in different frequency bands M1 to M8, respectively.
  • Each of the G1 to G8 pixels can be a pixel that receives light in the green frequency band G as shown in FIG.
  • green information is acquired from the G pixel by the 16 pixels shown in FIG. 23, information of the color M1 in the frequency band M1 is acquired from the MS1 pixel, and from the MS2 pixel, Information on the color M2 in the frequency band M2 is acquired, information on the color M3 in the frequency band M3 is acquired from the MS3 pixel, information on the color M4 in the frequency band M4 is acquired from the MS4 pixel, and the frequency band is acquired from the MS5 pixel.
  • Information of color M5 of M5 is acquired, information of color M6 of frequency band M6 is acquired from MS6 pixel, information of color M7 of frequency band M7 is acquired from MS7 pixel, and information of frequency band M8 is acquired from MS8 pixel.
  • Information on the color M8 is acquired.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating a configuration example of Configuration 2 in which W pixels are added to multispectral pixels.
  • W represents a W pixel
  • MS represents an MS pixel.
  • the W pixel is a pixel in which the color of the color filter layer 107 (FIG. 16) or the filter layer 108 (FIG. 22) is white (transparent color). Since the W pixel has high sensitivity, the configuration 2 can improve the SNR (Signal-Noise Ratio).
  • W1 to W8 are W pixels
  • MS1 to MS8 are MS pixels.
  • the W pixel and the MS pixel are alternately arranged in each of the horizontal direction and the vertical direction.
  • the description is continued with an example in which W pixels and MS pixels are alternately arranged, but different arrangements may be used.
  • the color arrangement may be such that two W pixels and two MS pixels are alternately arranged, and one W pixel and two MS pixels are alternately arranged.
  • the W pixel is a pixel that receives white light, for example, light in the frequency band of the visible light region.
  • pixels W1 to W8 are pixels that receive light in the frequency band of the visible light region.
  • MS pixel is a pixel that receives light in the frequency band targeted for extraction.
  • the MS1 to MS8 pixels can be pixels that receive light in different frequency bands, like the MS pixels shown in FIG. In other words, in this case, the sensor can handle light in eight frequency bands by the MS1 to MS8 pixels.
  • the MS1 to MS8 pixels are configured assuming that the MS1 to MS8 pixels all receive light in different frequency bands, for example, signals shown in FIG. 24 are obtained from the MS1 to MS8 pixels.
  • white frequency band W signals as shown in FIG. 27 are obtained from the W1 to W8 pixels, respectively.
  • white information (mainly information on luminance values) is acquired from the W pixels, and information on the color M1 in the frequency band M1 is acquired from the MS1 pixels.
  • the information of the color M2 of the frequency band M2 is acquired from the MS2 pixel
  • the information of the color M3 of the frequency band M3 is acquired from the MS3 pixel
  • the information of the color M4 of the frequency band M4 is acquired from the MS4 pixel
  • Information on the color M5 in the frequency band M5 is acquired from the MS5 pixel
  • information on the color M6 in the frequency band M6 is acquired from the MS6 pixel
  • information on the color M7 in the frequency band M7 is acquired from the MS7 pixel
  • MS8 pixel From the information of the color M8 in the frequency band M8.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating a configuration example of configuration 3 in which W pixels and G pixels are added to multispectral pixels.
  • W represents a W pixel
  • G represents a G pixel
  • MS represents an MS pixel.
  • the W pixel Since the W pixel has high sensitivity, according to Configuration 2, the SNR can be improved, but the color resolution and color reproduction may be inferior. Therefore, by arranging not only the W pixel but also the G pixel together with the MS pixel as in the configuration 3, it is possible to balance SNR and color reproduction.
  • the color arrangement shown in FIG. 28 shows an example in which the same number of G pixels and MS pixels are arranged, and W pixels are arranged twice as many as G pixels (or MS pixels). That is, among the 16 pixels, G1 to G4 are G pixels, MS1 to MS4 are MS pixels, and W1 to W8 are W pixels.
  • W pixels and G pixels are alternately arranged in the first row and the third row, and W pixels and MS pixels are alternately arranged in the second row and the fourth row. ing.
  • the color arrangement shown in FIG. 28 is an example, and the number and arrangement pattern of each pixel when arranging the G pixel, the W pixel, and the MS pixel are not limited to the example shown in FIG.
  • the W pixel is a pixel that receives white light, for example, light in the frequency band of the visible light region.
  • pixels W1 to W8 are pixels that receive light in the frequency band of the visible light region.
  • the G pixel is a pixel that receives green light, for example, light in a frequency band of 500 to 550 nm.
  • G1 to G4 pixels are pixels that receive light in this frequency band.
  • MS pixel is a pixel that receives light in the frequency band targeted for extraction.
  • the pixels MS1 to MS4 can be pixels that receive light in different frequency bands, like the MS pixels shown in FIG. That is, in this case, the sensor can handle light in four frequency bands by the MS1 to MS4 pixels.
  • pixels corresponding to the MS5 to MS8 pixels shown in FIG. 24, for example, are provided, and the sensor can handle light in eight frequency bands by the MS1 to MS8 pixels. Of course it is possible.
  • the MS1 to MS4 pixels are configured to receive light of different frequency bands, and the MS1 to MS4 pixels are configured, the MS1 to MS4 pixels are separated from, for example, four wavelength bands of signals as shown in FIG. Of light.
  • Each of the G1 to G4 pixels is a pixel that receives light in the green frequency band G as shown in FIG.
  • the pixels W1 to W8 are pixels that receive light in the white frequency band W, as shown in FIG.
  • white information (mainly luminance value information) is acquired from the W pixel
  • green information is acquired from the G pixel
  • MS1 pixel from the information of the color M1 of the frequency band M1 is acquired
  • the information of the color M2 of the frequency band M2 is acquired from the MS2 pixel
  • the information of the color M3 of the frequency band M3 is acquired from the MS3 pixel
  • the frequency from the MS4 pixel Information on the color M4 of the band M4 is acquired.
  • the configuration 1 in which G pixels are added to a multispectral pixel, the configuration 2 in which W pixels are added to a multispectral pixel, or the configuration 3 in which G pixels and W pixels are added to a multispectral pixel are used.
  • signals in frequency bands M1 to M8 are respectively obtained from the MS1 to MS8 pixels, and each of the frequency bands M1 to M8 has a blue frequency band B, a green frequency band G, and It is assumed that the plasmon filter 121 is configured to belong to one of the red frequency bands R.
  • the plasmon filter 121 is configured so that, for example, the blue frequency band B includes the frequency band M1, the frequency band M2, and the frequency band M3.
  • the plasmon filter 121 is configured so that, for example, the green frequency band G includes a frequency band M4 and a frequency band M5.
  • the plasmon filter 121 is configured so that, for example, the red frequency band R includes a frequency band M6, a frequency band M7, and a frequency band M8.
  • a signal in the green frequency band G can be generated from the signal 4 in the frequency band M4 obtained from the MS4 pixel and the signal 5 in the frequency band M5 obtained from the MS5 pixel.
  • Green frequency band G signal signal M4 + signal M5
  • Red frequency band R signal signal M6 + signal M7 + signal M8
  • B (blue), G (green), and R (red) signals can be generated from the signals obtained from the multispectral pixels, respectively.
  • the generated G signal may not have good SNR. Therefore, there is a possibility that the SNR is not good in the G signal generated from the multispectral signals M4 and M5. Therefore, it is desirable to use a G pixel signal as the green signal.
  • the contribution to the luminance signal is dominated by the G signal, the contribution of the R signal and the B signal to the SNR is low. For this reason, the R signal and the B signal are less affected by a decrease in SNR even if they are generated from multispectral pixels.
  • the signal from the multispectral pixel and the signal from the G pixel are used to generate a multispectral signal and an RGB color image signal. For example, it can be generated based on the following equation (7).
  • a pixel value of a pixel at a predetermined position is calculated by a calculation based on Expression (7).
  • the pixel values corresponding to the signals M1 to M8 from the multispectral pixels and the signal G from the G pixel are calculated for each pixel.
  • the corresponding pixel value has been generated.
  • the pixel values for green are obtained from the G1 pixel in FIG. 23, but the pixel values for red and blue and the pixel values for multispectrum are not obtained.
  • the value is complemented, and the computed pixel value is used to perform the calculation according to the equation (7).
  • each element of the 8 ⁇ 8 matrix on the left side is a predetermined coefficient a.
  • a By appropriately setting the coefficient a, it is possible to generate a signal for a multispectral image and a signal for an RGB color image with higher accuracy.
  • the degree of freedom increases.
  • the accuracy can be adjusted, and the resolution, wavelength separation characteristics, and the like can be easily improved.
  • R represents a pixel value in the red frequency band R obtained by adding signals from multispectral pixels.
  • G represents a pixel value in the green frequency band G obtained by adding signals from the multispectral pixels, or a pixel value in the green frequency band G obtained from the G pixels.
  • “B” in Expression (7) represents a pixel value in a blue frequency band B obtained by adding signals from multispectral pixels.
  • M1 represents a pixel value of the frequency band M1 obtained from the M1 pixel.
  • M2 represents the pixel value of the frequency band M2 obtained from the M2 pixel
  • M3 represents the pixel value of the frequency band M3 obtained from the M3 pixel
  • M4 represents the value obtained from the M4 pixel. The pixel value of the frequency band M4 to be displayed.
  • M5 represents a pixel value of the frequency band M5 obtained from the M5 pixel
  • M6 represents a pixel value of the frequency band M6 obtained from the M6 pixel
  • M7 represents a frequency band obtained from the M7 pixel.
  • the pixel value of M7 is represented
  • M8 represents the pixel value of the frequency band M8 obtained from the M8 pixel.
  • M1 ′ represents the pixel value of the generated frequency band M1
  • M2 ′ represents the pixel value of the generated frequency band M2
  • M3 ′ represents the generated frequency band M3.
  • M4 ′ represents the pixel value of the generated frequency band M4.
  • M5 ′ represents the pixel value of the generated frequency band M5
  • M6 ′ represents the pixel value of the generated frequency band M6
  • M7 ′ represents the generated frequency band M7
  • M8 ′ represents the pixel value of the generated frequency band M8.
  • the calculation based on the expression (7) is performed for each pixel, so that a multispectral signal and a RGB color image signal in one pixel can be generated. Further, by using the signal from the multispectral pixel and the signal from the G pixel to generate a multispectral signal and an RGB color image signal, color mixing can be suppressed.
  • the degree of freedom can be increased by increasing the number of parameters.
  • RGB color reproduction is improved, and multispectral wavelength separation characteristics such as a half-value width and a peak value can be improved.
  • signals acquired with an RGB Bayer array are as shown in FIG. As shown in FIG. 30, the signal B acquired from the B pixel, the signal G acquired from the G pixel, and the signal R acquired from the R pixel have frequency bands that overlap each other and are not completely separated. That is, color mixing occurs in a portion surrounded by a line in the drawing.
  • a color mixture correction is performed by an arithmetic expression such as a linear matrix or a color correction matrix, for example, as shown in the following expression (8), and a process to bring it closer to a color matching function is performed.
  • multispectral pixels and G pixels are arranged in the pixel array 31, and a multispectral signal and an RGB color image are obtained by using signals from the multispectral pixels and signals from the G pixels. A signal is generated.
  • FIG. 31 shows the distribution of signals obtained by the RGB sensor shown in FIG. 30, and the lower diagram of FIG. 31 shows the distribution of signals obtained from the multispectral pixels (MS1 to MS8 pixels) shown in FIG. FIG.
  • the red (R) signal R and the blue (B) signal B are generated using signals from the MS1 to MS8 pixels, respectively.
  • the signal R is divided into a plurality of frequency bands of a frequency band M6, a frequency band M7, and a frequency band M8, and is generated by using signals of the respective frequency bands.
  • the signal B is divided into a plurality of frequency bands of a frequency band M1, a frequency band M2, and a frequency band M3, and is generated using signals in the respective frequency bands.
  • signals for RGB color images (signal R, signal G, signal B) can be corrected by signals from multispectral pixels, color reproduction of signals for RGB color images can be improved. it can.
  • the color reproduction of the signal for the RGB color image is further improved. Can be improved.
  • signal B, signal G, and signal R when viewed in the frequency band, signal B, signal G, and signal R are obtained from the short wavelength side.
  • the frequency band of the signal B and the frequency band of the signal R are separated from each other. Therefore, it is considered that the influence of the signal B mixed with the signal R and the influence of the signal R mixed with the signal B are low.
  • the frequency band of the signal B and the frequency band of the signal G are adjacent to each other, and the influence that the signal B mixes with the signal G and the influence that the signal G mixes with the signal B have a great influence. It is done.
  • the frequency band of the signal R and the frequency band of the signal G are adjacent to each other, and the influence that the signal R mixes with the signal G and the influence that the signal G mixes with the signal R are large. Conceivable.
  • the signal B and the signal R from the signals from the multispectral pixels, it is possible to generate the signal B and the signal R in which the influence of the color mixture is reduced. Further, by using the signal from the G pixel as the signal G, the signal G can be generated without being affected by the signal from the multispectral pixel. Therefore, the color reproduction of the RGB color image signal can be further improved.
  • the signal from the multispectral pixel can be corrected by the signal from the RGB sensor, the characteristics such as the wavelength resolution of the signal from the multispectral pixel can be improved. it can.
  • the spectrum having a wide half-value width such as the signal from the RGB sensor is more easily corrected.
  • the frequency band M4 of the signal M4 from the MS4 pixel and the frequency band M5 of the signal M5 from the MS5 pixel correspond to the green frequency band G as in the case described with reference to FIG.
  • the half-value width of the signal G from is larger than the half-value width of the signal M from the MS pixel.
  • the multispectral signals (signals M1 to M8) can be corrected by the signal from the RGB sensor (in the above example, the signal from the G pixel), thereby improving the wavelength resolution of the multispectral image. Can be made.
  • FIG. 33 shows an internal configuration example of the signal processing unit 14 (FIG. 1) that performs the processing as described above.
  • 33 includes a multispectral signal acquisition unit 401, a signal G acquisition unit 402, a signal RB generation unit 403, and a signal generation unit 404.
  • the multispectral signal acquisition unit 401 acquires signals M1 to M8 from the MS1 to MS8 pixels and supplies them to the signal RB generation unit 403.
  • the signal RB generation unit 403 generates a red signal R and a blue signal B using the signals M1 to M8, and supplies them to the signal generation unit 404.
  • the signal RB generation unit 403 can also be configured to generate a green signal G and supply it to the signal generation unit 404.
  • the signal G acquisition unit 402 acquires a signal from the G pixel and supplies it to the signal generation unit 404.
  • the signal generation unit 404 generates a multi-spectral image signal and an RGB color image signal by performing an operation based on the above-described equation (7) using the supplied signal.
  • the generated signal is supplied to the output unit 15 (FIG. 1).
  • the signal G from the G pixel may be used for processing related to adjustment of luminance values of the generated multispectral image signal and RGB color image signal.
  • a signal for a multispectral image and a signal for an RGB color image can be generated by the same processing as the configuration 1 described above.
  • the signal W may be used for processing related to adjustment of luminance values of the generated multispectral image signal and RGB color image signal.
  • the green signal G is generated from the signal M from the multispectral pixel, like the red signal R and the blue signal B described above. Or can be generated by subtracting the signal R and the signal B from the W signal. In general, subtracting the signal R and the signal B from the W pixel is more advantageous from the viewpoint of SNR.
  • a signal for a multispectral image and a signal for an RGB color image can be generated by the same processing as the configuration 1 and the configuration 2.
  • the signal G from the G pixel and the signal W from the W pixel are used for processing related to adjustment of luminance values of the generated multispectral image signal and RGB color image signal.
  • the present technology is not limited to the color arrangement described above.
  • a color arrangement combining an RGB Bayer array and multispectral pixels may be employed.
  • 2 ⁇ 2 4 pixels are assigned to the R pixel, the G pixel, the B pixel, and the MS pixel.
  • the G1 pixel is arranged at the upper left of the four pixels, and the R1 pixel is arranged at the upper right.
  • the B1 pixel is arranged at the lower left, and the M1 pixel is arranged at the lower right.
  • the above-described embodiment is applied to improve the color reproducibility of the RGB pixel, and the wavelength of the signal from the multispectral pixel
  • the resolution can be improved.
  • the signal from the MS pixel is corrected with the signal from the R pixel, the G pixel, and the B pixel, or the signal from the R pixel, the G pixel, and the B pixel is corrected with the signal from the MS pixel. It can be set as the structure corrected.
  • the present technology can be applied when the R pixel, the G pixel, the B pixel, and the MS pixel are arranged as shown in FIG.
  • the color arrangement shown in FIG. 35 is also an arrangement based on the RGB Bayer arrangement.
  • the upper left 2 ⁇ 2 4 pixels, the upper right 2 ⁇ 2 4 pixels, and the lower left 2 ⁇ 2 4 pixels in FIG. 35 have an RGB Bayer array, and the lower right 2 ⁇ 2 4 pixels. Only MS pixels are arranged as pixels.
  • the above-described embodiment is applied to a color arrangement in which MS pixels are arranged together and the other portions are RGB Bayer arrangements, and the color reproducibility of the RGB pixels is improved.
  • the wavelength resolution of signals from multispectral pixels can be improved.
  • a color arrangement in which MS pixels are embedded in an array based on an RGB Bayer array is also possible. That is, the MS pixel can be arranged at any position in the pixel array in the pixel array 31.
  • the above-described embodiment can be applied to improve the color reproducibility of RGB pixels and to improve the wavelength resolution of signals from multispectral pixels.
  • MS1, MS2, MS3, and MS4 pixels shown in FIGS. 34, 35, and 36 may be designed to extract electromagnetic waves in the same frequency band, or may have different frequency bands. It may be designed to extract electromagnetic waves.
  • W pixels are added is also possible. That is, for example, as shown in FIG. 37, the present technology can also be applied to a case where W pixels, R pixels, G pixels, B pixels, and MS pixels are arranged.
  • G1 pixel, W1 pixel, W3 pixel, and B1 pixel are arranged in 4 pixels of 2 ⁇ 2 in the upper left.
  • G2 pixel, W2 pixel, W4 pixel, and R1 pixel are arranged in 2 ⁇ 2 4 pixels in the upper right.
  • the G3 pixel, the MS1 pixel, the W7 pixel, and the R2 pixel are arranged in the lower left 2 ⁇ 2 four pixels.
  • G4 pixel, W6 pixel, W8 pixel, and B2 pixel are arranged in the lower right 2 ⁇ 2 4 pixels.
  • the W pixel is used for correcting the luminance value
  • the G pixel can be used for correcting the luminance value as well. Therefore, although not shown, an arrangement may be adopted in which a part of the G pixel is replaced with the MS pixel.
  • the G4 pixel may be an MS pixel.
  • the above-described embodiment can be applied to improve the color reproducibility of the RGB pixel and to improve the wavelength resolution of the signal from the multispectral pixel.
  • the above-described color arrangement is an example and is not a description indicating limitation.
  • the present technology can be applied when a pixel such as an R pixel, a G pixel, a B pixel, or a W pixel is combined with a multispectral pixel (MS pixel).
  • R red
  • G green
  • B blue
  • colors such as Y (yellow), M (magenta), and C (cyan) are used.
  • the present technology can also be applied to the case of handling. That is, the present technology can be applied even in a color space such as an RGB space or a YCbCr space, or in another color space, and processing suitable for the color space (for example, an operation based on Expression (7)) is executed.
  • the color reproducibility of the RGB pixel can be improved, and the wavelength resolution of the signal from the multispectral pixel can be improved.
  • the multispectral pixel can be used as a pixel for obtaining a signal for generating an image, and can be handled in the same manner as a normal pixel such as an R pixel, a G pixel, or a B pixel. That is, even if multispectral pixels are embedded, it is possible to prevent the number of normal pixels from decreasing and the resolution from decreasing.
  • This technology can use a hole array type plasmon filter or a dot array type plasmon filter as the metal thin film filter.
  • the present technology can be applied not only to the above-described back-illuminated type CMOS image sensor but also to other imaging elements using a plasmon filter.
  • the present technology can be applied to a front-illuminated CMOS image sensor, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor, an image sensor having a photoconductor structure including an organic photoelectric conversion film, a quantum dot structure, and the like.
  • the present technology can be applied to, for example, a stacked solid-state imaging device shown in FIG.
  • the solid-state imaging device 1010 includes one die (semiconductor substrate) 1011 as shown in FIG.
  • the die 1011 is mounted with a pixel area 1012 in which pixels are arranged in an array, a control circuit 1013 for driving the pixel and other various controls, and a logic circuit 1014 for signal processing.
  • the solid-state imaging device 1020 is configured as a single semiconductor chip in which two dies, a sensor die 1021 and a logic die 1022, are stacked and electrically connected. ing.
  • the sensor die 1021 includes a pixel region 1012 and a control circuit 1013
  • the logic die 1022 includes a logic circuit 1014 including a signal processing circuit that performs signal processing.
  • a pixel region 1012 is mounted on the sensor die 1021, and a control circuit 1013 and a logic circuit 1014 are mounted on the logic die 1024.
  • this technology can be applied to metal thin film filters using metal thin films other than plasmon filters, and can be applied to photonic crystals using semiconductor materials and Fabry-Perot interference filters as application examples. Sex is also conceivable.
  • the present technology can be applied to various cases of sensing light such as visible light, infrared light, ultraviolet light, and X-rays.
  • Devices for taking images for viewing such as digital cameras and mobile devices with camera functions
  • Devices used for traffic such as in-vehicle sensors that capture the back, surroundings, and interiors of vehicles, surveillance cameras that monitor traveling vehicles and roads, and ranging sensors that measure distances between vehicles, etc.
  • Equipment used for home appliances such as TVs, refrigerators, air conditioners, etc. to take pictures and operate the equipment according to the gestures ⁇ Endoscopes, equipment that performs blood vessel photography by receiving infrared light, etc.
  • Equipment used for medical and health care ⁇ Security equipment such as security surveillance cameras and personal authentication cameras ⁇ Skin measuring instrument for photographing skin and scalp photography Such as a microscope to do beauty Equipment used for sports, such as action cameras and wearable cameras for sports applications, etc.
  • Equipment used for agriculture such as cameras for monitoring the condition of fields and crops
  • the wavelength band of light detected by each pixel 51 of the imaging device 10 (hereinafter referred to as a detection band) is adjusted. can do.
  • the imaging device 10 can be used for various uses by setting the detection band of each pixel 51 appropriately.
  • FIG. 40 shows an example of a detection band when detecting the taste and freshness of food.
  • the peak wavelength of the detection band is in the range of 580 to 630 nm, and the half width is in the range of 30 to 50 nm.
  • the peak wavelength of the detection band is 980 nm, and the half width is in the range of 50 to 100 nm.
  • the peak wavelength of the detection band is in the range of 650 to 700 nm, and the half-value width is in the range of 50 to 100 nm.
  • FIG. 41 shows an example of a detection band in the case of detecting the sugar content and moisture of a fruit.
  • the peak wavelength of the detection band in the case of detecting the pulp optical path length indicating the sugar content of raiden, a kind of melon is 880 nm, and the half width is in the range of 20 to 30 nm.
  • the peak wavelength of the detection band is 910 nm, and the half width is in the range of 40 to 50 nm.
  • the peak wavelength of the detection band when detecting sucrose showing the sugar content of Leiden Red, another varieties of melons, is 915 nm, and the half width is in the range of 40 to 50 nm.
  • the peak wavelength of the detection band in the case of detecting water indicating the sugar content of raiden red is 955 nm, and the half width is in the range of 20 to 30 nm.
  • the peak wavelength of the detection band is 912 nm, and the half width is in the range of 40 to 50 nm.
  • the peak wavelength of the detection band in the case of detecting water showing the water of mandarin orange is 844 nm, and the half width is 30 nm.
  • the peak wavelength of the detection band in the case of detecting sucrose showing the sugar content of mandarin orange is 914 nm, and the half width is in the range of 40 to 50 nm.
  • FIG. 42 shows an example of a detection band when plastics are sorted.
  • the peak wavelength of the detection band is 1669 nm, and the half width is in the range of 30 to 50 nm.
  • the peak wavelength of the detection band is 1688 nm, and the half width is in the range of 30 to 50 nm.
  • the peak wavelength of the detection band is 1735 nm, and the half width is in the range of 30 to 50 nm.
  • the peak wavelength of the detection band is in the range of 1716 to 1726 nm, and the half width is in the range of 30 to 50 nm.
  • PP Polyepropylene
  • the peak wavelength of the detection band is in the range of 1716 to 1735 nm, and the half width is in the range of 30 to 50 nm.
  • the present technology can be applied to freshness management of cut flowers.
  • the present technology can be applied to inspection of foreign matters mixed in food.
  • the present technology can be applied to detection of foreign matters such as skin, shells, stones, leaves, branches, and wood fragments mixed in nuts and fruits such as almonds, blueberries, and walnuts.
  • the present technology can be applied to detection of foreign matters such as plastic pieces mixed in processed foods and beverages.
  • the present technology can be applied to detection of NDVI (Normalized Difference Difference Vegetation Index) that is an index of vegetation.
  • NDVI Normalized Difference Difference Vegetation Index
  • the present technology is based on either or both of a spectral shape near a wavelength of 580 nm derived from hemoglobin of human skin and a spectral shape near a wavelength of 960 nm derived from melanin contained in human skin. Can be applied to human detection.
  • the present technology can be applied to biometric detection (biometric authentication), user interface, anti-counterfeiting such as a signature, and monitoring.
  • the technology (present technology) according to the present disclosure may be applied to an endoscopic surgery system.
  • FIG. 43 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technology (present technology) according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 43 shows a state in which an operator (doctor) 11131 is performing surgery on a patient 11132 on a patient bed 11133 using an endoscopic surgery system 11000.
  • an endoscopic surgery system 11000 includes an endoscope 11100, other surgical instruments 11110 such as an insufflation tube 11111 and an energy treatment instrument 11112, and a support arm device 11120 that supports the endoscope 11100. And a cart 11200 on which various devices for endoscopic surgery are mounted.
  • the endoscope 11100 includes a lens barrel 11101 in which a region having a predetermined length from the distal end is inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the proximal end of the lens barrel 11101.
  • a lens barrel 11101 in which a region having a predetermined length from the distal end is inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the proximal end of the lens barrel 11101.
  • an endoscope 11100 configured as a so-called rigid mirror having a rigid lens barrel 11101 is illustrated, but the endoscope 11100 may be configured as a so-called flexible mirror having a flexible lens barrel. Good.
  • An opening into which the objective lens is fitted is provided at the tip of the lens barrel 11101.
  • a light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the lens barrel by a light guide extending inside the lens barrel 11101. Irradiation is performed toward the observation target in the body cavity of the patient 11132 through the lens.
  • the endoscope 11100 may be a direct endoscope, a perspective mirror, or a side endoscope.
  • An optical system and an image sensor are provided inside the camera head 11102, and reflected light (observation light) from the observation target is condensed on the image sensor by the optical system. Observation light is photoelectrically converted by the imaging element, and an electrical signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image is generated.
  • the image signal is transmitted to a camera control unit (CCU: “Camera Control Unit”) 11201 as RAW data.
  • the CCU 11201 is configured by a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and the like, and comprehensively controls the operations of the endoscope 11100 and the display device 11202. Further, the CCU 11201 receives an image signal from the camera head 11102 and performs various kinds of image processing for displaying an image based on the image signal, such as development processing (demosaic processing), for example.
  • image processing for example, development processing (demosaic processing
  • the display device 11202 displays an image based on an image signal subjected to image processing by the CCU 11201 under the control of the CCU 11201.
  • the light source device 11203 includes a light source such as an LED (light emitting diode), and supplies irradiation light to the endoscope 11100 when photographing a surgical site or the like.
  • a light source such as an LED (light emitting diode)
  • the input device 11204 is an input interface for the endoscopic surgery system 11000.
  • a user can input various information and instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204.
  • the user inputs an instruction to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) by the endoscope 11100.
  • the treatment instrument control device 11205 controls the drive of the energy treatment instrument 11112 for tissue ablation, incision, blood vessel sealing, or the like.
  • the pneumoperitoneum device 11206 passes gas into the body cavity via the pneumoperitoneum tube 11111.
  • the recorder 11207 is an apparatus capable of recording various types of information related to surgery.
  • the printer 11208 is a device that can print various types of information related to surgery in various formats such as text, images, or graphs.
  • the light source device 11203 that supplies the irradiation light when the surgical site is imaged to the endoscope 11100 can be configured by, for example, a white light source configured by an LED, a laser light source, or a combination thereof.
  • a white light source is configured by a combination of RGB laser light sources, the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high accuracy. Therefore, the light source device 11203 adjusts the white balance of the captured image. It can be carried out.
  • the driving of the light source device 11203 may be controlled so as to change the intensity of the output light every predetermined time. Synchronously with the timing of changing the intensity of the light, the drive of the image sensor of the camera head 11102 is controlled to acquire an image in a time-sharing manner, and the image is synthesized, so that high dynamic without so-called blackout and overexposure A range image can be generated.
  • the light source device 11203 may be configured to be able to supply light of a predetermined wavelength band corresponding to special light observation.
  • special light observation for example, by utilizing the wavelength dependence of light absorption in body tissue, the surface of the mucous membrane is irradiated by irradiating light in a narrow band compared to irradiation light (ie, white light) during normal observation.
  • a so-called narrow-band light observation (Narrow Band Imaging) is performed in which a predetermined tissue such as a blood vessel is imaged with high contrast.
  • fluorescence observation may be performed in which an image is obtained by fluorescence generated by irradiating excitation light.
  • the body tissue is irradiated with excitation light to observe fluorescence from the body tissue (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally administered to the body tissue and applied to the body tissue. It is possible to obtain a fluorescence image by irradiating excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent.
  • the light source device 11203 can be configured to be able to supply narrowband light and / or excitation light corresponding to such special light observation.
  • FIG. 44 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the camera head 11102 and the CCU 11201 illustrated in FIG.
  • the camera head 11102 includes a lens unit 11401, an imaging unit 11402, a drive unit 11403, a communication unit 11404, and a camera head control unit 11405.
  • the CCU 11201 includes a communication unit 11411, an image processing unit 11412, and a control unit 11413.
  • the camera head 11102 and the CCU 11201 are connected to each other by a transmission cable 11400 so that they can communicate with each other.
  • the lens unit 11401 is an optical system provided at a connection portion with the lens barrel 11101. Observation light taken from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and enters the lens unit 11401.
  • the lens unit 11401 is configured by combining a plurality of lenses including a zoom lens and a focus lens.
  • the imaging device constituting the imaging unit 11402 may be one (so-called single plate type) or plural (so-called multi-plate type).
  • image signals corresponding to RGB may be generated by each imaging element, and a color image may be obtained by combining them.
  • the imaging unit 11402 may be configured to include a pair of imaging elements for acquiring right-eye and left-eye image signals corresponding to 3D (dimensional) display. By performing the 3D display, the operator 11131 can more accurately grasp the depth of the living tissue in the surgical site.
  • a plurality of lens units 11401 can be provided corresponding to each imaging element.
  • the imaging unit 11402 is not necessarily provided in the camera head 11102.
  • the imaging unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.
  • the driving unit 11403 is configured by an actuator, and moves the zoom lens and the focus lens of the lens unit 11401 by a predetermined distance along the optical axis under the control of the camera head control unit 11405. Thereby, the magnification and the focus of the image captured by the imaging unit 11402 can be adjusted as appropriate.
  • the communication unit 11404 is configured by a communication device for transmitting and receiving various types of information to and from the CCU 11201.
  • the communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the imaging unit 11402 as RAW data to the CCU 11201 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11404 receives a control signal for controlling driving of the camera head 11102 from the CCU 11201 and supplies the control signal to the camera head control unit 11405.
  • the control signal includes, for example, information for designating the frame rate of the captured image, information for designating the exposure value at the time of imaging, and / or information for designating the magnification and focus of the captured image. Contains information about the condition.
  • the imaging conditions such as the frame rate, exposure value, magnification, and focus may be appropriately specified by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of the CCU 11201 based on the acquired image signal. Good.
  • a so-called AE (Auto-Exposure) function, AF (Auto-Focus) function, and AWB (Auto-White Balance) function are mounted on the endoscope 11100.
  • the camera head control unit 11405 controls driving of the camera head 11102 based on a control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.
  • the communication unit 11411 is configured by a communication device for transmitting and receiving various types of information to and from the camera head 11102.
  • the communication unit 11411 receives an image signal transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling driving of the camera head 11102 to the camera head 11102.
  • the image signal and the control signal can be transmitted by electrical communication, optical communication, or the like.
  • the image processing unit 11412 performs various types of image processing on the image signal that is RAW data transmitted from the camera head 11102.
  • the control unit 11413 performs various types of control related to imaging of the surgical site by the endoscope 11100 and display of a captured image obtained by imaging of the surgical site. For example, the control unit 11413 generates a control signal for controlling driving of the camera head 11102.
  • control unit 11413 causes the display device 11202 to display a picked-up image showing the surgical part or the like based on the image signal subjected to the image processing by the image processing unit 11412.
  • the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image using various image recognition techniques.
  • the control unit 11413 detects surgical tools such as forceps, specific biological parts, bleeding, mist when using the energy treatment tool 11112, and the like by detecting the shape and color of the edge of the object included in the captured image. Can be recognized.
  • the control unit 11413 may display various types of surgery support information superimposed on the image of the surgical unit using the recognition result. Surgery support information is displayed in a superimposed manner and presented to the operator 11131, thereby reducing the burden on the operator 11131 and allowing the operator 11131 to proceed with surgery reliably.
  • the transmission cable 11400 for connecting the camera head 11102 and the CCU 11201 is an electric signal cable corresponding to electric signal communication, an optical fiber corresponding to optical communication, or a composite cable thereof.
  • communication is performed by wire using the transmission cable 11400.
  • communication between the camera head 11102 and the CCU 11201 may be performed wirelessly.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to, for example, the camera head 11102 and the imaging unit 11402 of the camera head 11102 among the configurations described above.
  • the imaging element 12 in FIG. 1 can be applied to the imaging unit 11402.
  • the technology according to the present disclosure is a device that is mounted on any type of mobile body such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, a personal mobility, an airplane, a drone, a ship, and a robot. It may be realized.
  • FIG. 45 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a vehicle control system that is an example of a mobile control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via a communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an out-of-vehicle information detection unit 12030, an in-vehicle information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, a sound image output unit 12052, and an in-vehicle network I / F (Interface) 12053 are illustrated as a functional configuration of the integrated control unit 12050.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of the device related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 12010 includes a driving force generator for generating a driving force of a vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism that adjusts and a braking device that generates a braking force of the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices mounted on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as a headlamp, a back lamp, a brake lamp, a blinker, or a fog lamp.
  • the body control unit 12020 can be input with radio waves transmitted from a portable device that substitutes for a key or signals from various switches.
  • the body system control unit 12020 receives input of these radio waves or signals, and controls a door lock device, a power window device, a lamp, and the like of the vehicle.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 detects information outside the vehicle on which the vehicle control system 12000 is mounted.
  • the imaging unit 12031 is connected to the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 causes the imaging unit 12031 to capture an image outside the vehicle and receives the captured image.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 may perform an object detection process or a distance detection process such as a person, a car, an obstacle, a sign, or a character on a road surface based on the received image.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electrical signal corresponding to the amount of received light.
  • the imaging unit 12031 can output an electrical signal as an image, or can output it as distance measurement information. Further, the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or invisible light such as infrared rays.
  • the vehicle interior information detection unit 12040 detects vehicle interior information.
  • a driver state detection unit 12041 that detects a driver's state is connected to the in-vehicle information detection unit 12040.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that images the driver, and the vehicle interior information detection unit 12040 determines the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated or it may be determined whether the driver is asleep.
  • the microcomputer 12051 calculates a control target value of the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the information inside / outside the vehicle acquired by the vehicle outside information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, and the drive system control unit A control command can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 realizes ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions including vehicle collision avoidance or impact mitigation, following traveling based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintaining traveling, vehicle collision warning, or vehicle lane departure warning. It is possible to perform cooperative control for the purpose.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, and the like based on the information around the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040. It is possible to perform cooperative control for the purpose of automatic driving that autonomously travels without depending on the operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on information outside the vehicle acquired by the vehicle outside information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamp according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the outside information detection unit 12030, and performs cooperative control for the purpose of anti-glare, such as switching from a high beam to a low beam. It can be carried out.
  • the sound image output unit 12052 transmits an output signal of at least one of sound and image to an output device capable of visually or audibly notifying information to a vehicle occupant or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are illustrated as output devices.
  • the display unit 12062 may include at least one of an on-board display and a head-up display, for example.
  • FIG. 46 is a diagram illustrating an example of an installation position of the imaging unit 12031.
  • the imaging unit 12031 includes imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided, for example, at positions such as a front nose, a side mirror, a rear bumper, a back door, and an upper part of a windshield in the vehicle interior of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12101 provided in the front nose and the imaging unit 12105 provided in the upper part of the windshield in the vehicle interior mainly acquire an image in front of the vehicle 12100.
  • the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirror mainly acquire an image of the side of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12104 provided in the rear bumper or the back door mainly acquires an image behind the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12105 provided on the upper part of the windshield in the passenger compartment is mainly used for detecting a preceding vehicle or a pedestrian, an obstacle, a traffic light, a traffic sign, a lane, or the like.
  • FIG. 46 shows an example of the shooting range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided in the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors, respectively
  • the imaging range 12114 The imaging range of the imaging part 12104 provided in the rear bumper or the back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, an overhead image when the vehicle 12100 is viewed from above is obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the imaging units 12101 to 12104 may be a stereo camera including a plurality of imaging elements, or may be an imaging element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104, the distance to each three-dimensional object in the imaging range 12111 to 12114 and the temporal change in this distance (relative speed with respect to the vehicle 12100).
  • a predetermined speed for example, 0 km / h or more
  • the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in advance before the preceding vehicle, and can perform automatic brake control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like.
  • automatic brake control including follow-up stop control
  • automatic acceleration control including follow-up start control
  • cooperative control for the purpose of autonomous driving or the like autonomously traveling without depending on the operation of the driver can be performed.
  • the microcomputer 12051 converts the three-dimensional object data related to the three-dimensional object to other three-dimensional objects such as a two-wheeled vehicle, a normal vehicle, a large vehicle, a pedestrian, and a utility pole based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104. It can be classified and extracted and used for automatic avoidance of obstacles.
  • the microcomputer 12051 identifies obstacles around the vehicle 12100 as obstacles that are visible to the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see.
  • the microcomputer 12051 determines the collision risk indicating the risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or higher than the set value and there is a possibility of collision, the microcomputer 12051 is connected via the audio speaker 12061 or the display unit 12062. By outputting an alarm to the driver and performing forced deceleration or avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving assistance for collision avoidance can be performed.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether a pedestrian is present in the captured images of the imaging units 12101 to 12104. Such pedestrian recognition is, for example, whether or not the user is a pedestrian by performing a pattern matching process on a sequence of feature points indicating the outline of an object and a procedure for extracting feature points in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 as infrared cameras. It is carried out by the procedure for determining.
  • the audio image output unit 12052 When the microcomputer 12051 determines that there is a pedestrian in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 and recognizes the pedestrian, the audio image output unit 12052 has a rectangular contour line for emphasizing the recognized pedestrian.
  • the display unit 12062 is controlled so as to be superimposed and displayed.
  • voice image output part 12052 may control the display part 12062 so that the icon etc. which show a pedestrian may be displayed on a desired position.
  • the technology according to the present disclosure may be applied to the imaging unit 12031, for example.
  • the imaging device 10 in FIG. 1 can be applied to the imaging unit 12031.
  • this technique can also take the following structures.
  • An image sensor comprising: a second pixel including a color filter that transmits light in a second frequency band wider than the first frequency band.
  • a signal in a third frequency band is generated from each signal from a plurality of first pixels including a metal thin film filter that transmits light in the different first frequency band.
  • the third frequency band is a red frequency band.
  • the imaging device according to any one of (1) to (8), wherein the second frequency band is a white frequency band.
  • the metal thin film filter is configured by a plasmon resonator.
  • the metal thin film filter is a plasmon filter having a hole array structure.
  • the metal thin film filter is a plasmon filter having a dot array structure.
  • the metal thin film filter is a Fabry-Perot interference filter.
  • An image sensor A signal processing unit that processes a signal output from the imaging device,
  • the image sensor is A first pixel including a metal thin film filter that transmits light in a first frequency band;
  • An electronic device comprising: a second pixel including a color filter that transmits light in a second frequency band wider than the first frequency band.

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Abstract

本技術は、特定の電磁波波長のみを選択的に取り出し、波長分解能が向上した信号を生成することができるようにする撮像素子、電子機器に関する。 第１の周波数帯域の光を透過させる金属薄膜フィルタを備えた第１の画素と、第１の周波数帯域よりも広い第２の周波数帯域の光を透過させるカラーフィルタを備えた第２の画素とを備える。異なる第１の周波数帯域の光を透過させる金属薄膜フィルタを備えた複数の第１の画素からのそれぞれの信号から、第３の周波数帯域の信号を生成する。本技術は、例えば、裏面照射型又は表面照射型のＣＭＯＳイメージセンサに適用できる。

Description

撮像素子、電子機器
　本技術は撮像素子、電子機器に関し、例えば、特定の波長の電磁波成分のみを選択的に取り出し、複数色の画像を生成することができる撮像素子、電子機器に関する。
　近年、デジタルスチルカメラやカムコーダなど、被写体を撮像素子で撮影して画像化する電子デバイスが増えてきている。現在主流の撮像素子としては、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等が存在する。なお、以下、これらの撮像素子をまとめてイメージセンサと称する。イメージセンサは、可視波長から近赤外線波長まで幅広い感度を有する。
　しかしながら、イメージセンサは、人間の目のように色情報の区別、例えば赤の光と青の光を区別することはできない。そのため、従来のイメージセンサでは、赤(R),緑(G),青(B)や補色（シアン(Cy),マゼンタ(Mg),イエロー（Ye）,緑（G））など特定波長の電磁波のみを透過するカラーフィルタが、各画素の前面に造りこまれている。このような従来のイメージセンサを使用することで、透過光強度から各色の強度情報を取得し、各色の強度情報に対して信号処理等を行うことによりカラー画像化が行われている。
　このような従来のイメージセンサで採用されるカラーフィルタには、顔料や染料などの有機素材が用いられていることが多い。しかしながら、これらのカラーフィルタの構成元素である炭素や水素を含む分子の結合エネルギーは、紫外線エネルギーと同程度である。よって、これらのカラーフィルタが、高エネルギーの光を長時間照射すると、炭素結合や炭素と水素間の結合が破壊される場合がある。そのため紫外線を含む太陽光に曝される屋外での長時間使用や、紫外線が特に強い環境下での使用等により、カラーフィルタの透過特性に変化が生じる。その結果、撮像画像の色再現の特性劣化が生じる可能性がある。
　そこで、無機物質やフォトニック結晶を使ったカラーフィルタも徐々に実用化されつつある（例えば特許文献１、２参照）。さらにまた、ワイヤーグリッドや金属光学フィルタと称されるカラーフィルタも登場してきている（例えば、非特許文献１乃至３参照）。
再表２００６／０２８１２８号公報 再表２００５／０１３３６９号公報
Quasioptical Systems, Paul F. Goldsmith, IEEE Press, ISBN 0-7803-3439-6 J. Opt. Soc. Am. A, P.B.Catrysse & B.A.Wandell, Vol.20, No.12, December 2003, p.2293-2306 Nanotechnology, Seh-Won Ahn et al.,Vol.16, 1874-1877, 2005 (LG)
　イメージセンサにおいて、特定の波長の電磁波成分のみを選択的に取り出す技術を、物理的、化学的に安定、低コストで実現することが要求されている。しかしながら、特許文献１、２、非特許文献２乃至３を含む従来のカラーフィルタでは、このような要求に充分に応えられていない現状である。
　本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、特定の電磁波波長を選択的に取り出し、複数色の画像を生成することができるようにするものである。
　本技術の一側面の撮像素子は、第１の周波数帯域の光を透過させる金属薄膜フィルタを備えた第１の画素と、前記第１の周波数帯域よりも広い第２の周波数帯域の光を透過させるカラーフィルタを備えた第２の画素とを備える。
　本技術の一側面の電子機器は、撮像素子と、前記撮像素子から出力される信号を処理する信号処理部とを備え、前記撮像素子は、第１の周波数帯域の光を透過させる金属薄膜フィルタを備えた第１の画素と、前記第１の周波数帯域よりも広い第２の周波数帯域の光を透過させるカラーフィルタを備えた第２の画素とを備える。
　本技術の一側面の撮像素子においては、第１の周波数帯域の光を透過させる金属薄膜フィルタを備えた第１の画素と、第１の周波数帯域よりも広い第２の周波数帯域の光を透過させるカラーフィルタを備えた第２の画素とが備えられる。
　本技術の一側面の電子機器においては、前記撮像素子が含まれる構成とされている。
　なお、電子機器は、独立した装置であっても良いし、１つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。
　本技術の一側面によれば、定の電磁波波長を選択的に取り出し、複数色の画像を生成することができる。
　なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本技術を適用した撮像装置の一実施の形態を示すブロック図である。 撮像素子の回路の構成例を示すブロック図である。 撮像素子の第１の実施の形態の構成例を模式的に示す断面図である。 ホールアレイ構造のプラズモンフィルタの構成例を示す図である。 表面プラズモンの分散関係を示すグラフである。 ホールアレイ構造のプラズモンフィルタの分光特性の第１の例を示すグラフである。 ホールアレイ構造のプラズモンフィルタの分光特性の第２の例を示すグラフである。 プラズモンモードと導波管モードを示すグラフである。 表面プラズモンの伝搬特性の例を示すグラフである。 ホールアレイ構造のプラズモンフィルタの他の構成例を示す図である。 ２層構造のプラズモンフィルタの構成例を示す図である。 ドットアレイ構造のプラズモンフィルタの構成例を示す図である。 ドットアレイ構造のプラズモンフィルタの分光特性の例を示すグラフである。 ＧＭＲを用いたプラズモンフィルタの構成例を示す図である。 ＧＭＲを用いたプラズモンフィルタの分光特性の例を示すグラフである。 撮像素子の第２の実施の形態の構成例を模式的に示す断面図である。 撮像装置のフレアの発生の様子を模式的に示す図である。 撮像装置のフレアの低減方法を説明するための図である。 狭帯域フィルタと透過フィルタの分光特性の第１の例を示すグラフである。 狭帯域フィルタと透過フィルタの分光特性の第２の例を示すグラフである。 狭帯域フィルタと透過フィルタの分光特性の第３の例を示すグラフである。 撮像素子の第３の実施の形態の構成例を模式的に示す断面図である。 マルチスペクトル画素を含む色配置について説明するための図である。 マルチスペクトル画素からの出力について説明するための図である。 Ｇ画素からの出力について説明するための図である。 マルチスペクトル画素を含む他の色配置について説明するための図である。 Ｗ画素からの出力について説明するための図である。 マルチスペクトル画素を含む他の色配置について説明するための図である。 マルチスペクトル画素からの出力について説明するための図である。 混色について説明するための図である。 混色の改善について説明するための図である。 混色の改善について説明するための図である。 信号処理部の構成例を示す図である。 マルチスペクトル画素を含む他の色配置について説明するための図である。 マルチスペクトル画素を含む他の色配置について説明するための図である。 マルチスペクトル画素を含む他の色配置について説明するための図である。 マルチスペクトル画素を含む他の色配置について説明するための図である。 本技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の構成例の概要を示す図である。 本技術の応用例を示す図である。 食品のうまみや鮮度を検出する場合の検出帯域の例を示す図である。 果物の糖度や水分を検出する場合の検出帯域の例を示す図である。 プラスチックの分別を行う場合の検出帯域の例を示す図である。 内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。 カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
　以下に、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。
　＜第１の実施の形態＞
　まず、図１乃至図２２を参照して、本技術の第１の実施の形態について説明する。
　＜撮像装置の構成例＞
　図１は、本技術を適用した電子機器の一種である撮像装置の一実施の形態を示すブロック図である。
　図１の撮像装置１０は、例えば、静止画及び動画のいずれも撮像することが可能なデジタルカメラからなる。また、撮像装置１０は、例えば、色の３原色若しくは等色関数に基づく従来のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、又は、Ｙ（黄）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）の３つの波長帯域（３バンド）より多い４以上の波長帯域（４バンド以上）の光（マルチスペクトル）を検出可能なマルチスペクトルカメラからなる。
　撮像装置１０は、光学系１１、撮像素子１２、メモリ１３、信号処理部１４、出力部１５、及び、制御部１６を備える。
　光学系１１は、例えば、図示せぬズームレンズ、フォーカスレンズ、絞り等を備え、外部からの光を、撮像素子１２に入射させる。また、光学系１１には、必要に応じて偏光フィルタ等の各種のフィルタが設けられる。
　撮像素子１２は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサからなる。撮像素子１２は、光学系１１からの入射光を受光し、光電変換を行って、入射光に対応する画像データを出力する。
　メモリ１３は、撮像素子１２が出力する画像データを一時的に記憶する。
　信号処理部１４は、メモリ１３に記憶された画像データを用いた信号処理（例えば、ノイズの除去、ホワイトバランスの調整等の処理）を行い、出力部１５に供給する。
　出力部１５は、信号処理部１４からの画像データを出力する。例えば、出力部１５は、液晶等で構成されるディスプレイ（不図示）を有し、信号処理部１４からの画像データに対応するスペクトル（画像）を、いわゆるスルー画として表示する。例えば、出力部１５は、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体を駆動するドライバ（不図示）を備え、信号処理部１４からの画像データを記録媒体に記録する。例えば、出力部１５は、図示せぬ外部の装置との通信を行う通信インタフェースとして機能し、信号処理部１４からの画像データを、外部の装置に無線又は有線で送信する。
　制御部１６は、ユーザの操作等に従い、撮像装置１０の各部を制御する。
　＜撮像素子の回路の構成例＞
　図２は、図１の撮像素子１２の回路の構成例を示すブロック図である。
　撮像素子１２は、画素アレイ３１、行走査回路３２、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）３３、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）３４、カラムＡＤＣ（Analog Digital Converter）回路３５、列走査回路３６、及び、センスアンプ３７を備える。
　画素アレイ３１には、複数の画素５１が２次元に配列されている。
　画素５１は、行走査回路３２に接続される水平信号線Ｈと、カラムＡＤＣ回路３５に接続される垂直信号線Ｖとが交差する点にそれぞれ配置されており、光電変換を行うフォトダイオード６１と、蓄積された信号を読み出すための数種類のトランジスタを備える。すなわち、画素５１は、図２の右側に拡大して示されているように、フォトダイオード６１、転送トランジスタ６２、フローティングディフュージョン６３、増幅トランジスタ６４、選択トランジスタ６５、及び、リセットトランジスタ６６を備える。
　フォトダイオード６１に蓄積された電荷は、転送トランジスタ６２を介してフローティングディフュージョン６３に転送される。フローティングディフュージョン６３は、増幅トランジスタ６４のゲートに接続されている。画素５１が信号の読み出しの対象となると、行走査回路３２から水平信号線Ｈを介して選択トランジスタ６５がオンにされ、選択された画素５１の信号は、増幅トランジスタ６４をソースフォロワ（Source Follower）駆動することで、フォトダイオード６１に蓄積された電荷の蓄積電荷量に対応する画素信号として、垂直信号線Ｖに読み出される。また、画素信号はリセットトランジスタ６６をオンすることでリセットされる。
　行走査回路３２は、画素アレイ３１の画素５１の駆動（例えば、転送、選択、リセット等）を行うための駆動信号を、行ごとに順次、出力する。
　ＰＬＬ３３は、外部から供給されるクロック信号に基づいて、撮像素子１２の各部の駆動に必要な所定の周波数のクロック信号を生成して出力する。
　ＤＡＣ３４は、所定の電圧値から一定の傾きで電圧が降下した後に所定の電圧値に戻る形状（略鋸形状）のランプ信号を生成して出力する。
　カラムＡＤＣ回路３５は、比較器７１及びカウンタ７２を、画素アレイ３１の画素５１の列に対応する個数だけ有しており、画素５１から出力される画素信号から、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling：相関２重サンプリング）動作により信号レベルを抽出して、画素データを出力する。すなわち、比較器７１が、ＤＡＣ３４から供給されるランプ信号と、画素５１から出力される画素信号（輝度値）とを比較し、その結果得られる比較結果信号をカウンタ７２に供給する。そして、カウンタ７２が、比較器７１から出力される比較結果信号に応じて、所定の周波数のカウンタクロック信号をカウントすることで、画素信号がＡ／Ｄ変換される。
　列走査回路３６は、カラムＡＤＣ回路３５のカウンタ７２に、順次、所定のタイミングで、画素データを出力させる信号を供給する。
　センスアンプ３７は、カラムＡＤＣ回路３５から供給される画素データを増幅し、撮像素子１２の外部に出力する。
　＜撮像素子の第１の実施の形態＞
　図３は、図１の撮像素子１２の第１の実施の形態である撮像素子１２Ａの断面の構成例を模式的に示している。図３には、撮像素子１２の画素５１－１乃至画素５１－４の４画素分の断面が示されている。なお、以下、画素５１－１乃至画素５１－４を個々に区別する必要がない場合、単に画素５１と称する。
　各画素５１においては、上から順に、オンチップマイクロレンズ１０１、層間膜１０２、狭帯域フィルタ層１０３、層間膜１０４、光電変換素子層１０５、及び、信号配線層１０６が積層されている。すなわち、撮像素子１２は、光電変換素子層１０５が信号配線層１０６より光の入射側に配置された裏面照射型のＣＭＯＳイメージセンサからなる。
　オンチップマイクロレンズ１０１は、各画素５１の光電変換素子層１０５に光を集光するための光学素子である。
　層間膜１０２及び層間膜１０４は、ＳｉＯ２等の誘電体からなる。後述するように、層間膜１０２及び層間膜１０４の誘電率は、できる限り低い方が望ましい。
　狭帯域フィルタ層１０３には、所定の狭い波長帯域（狭帯域）の狭帯域光を透過する光学フィルタである狭帯域フィルタＮＢが各画素５１に設けられている。例えば、アルミニウム等の金属製の薄膜を用いた金属薄膜フィルタの一種であり、表面プラズモンを利用したプラズモンフィルタが、狭帯域フィルタＮＢに用いられる。また、狭帯域フィルタＮＢの透過帯域は、画素５１毎に設定される。狭帯域フィルタＮＢの透過帯域の種類（バンド数）は任意であり、例えば、４以上に設定される。
　ここで、狭帯域とは、例えば、色の３原色若しくは等色関数に基づく従来のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、又は、Ｙ（黄）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）のカラーフィルタの透過帯域より狭い波長帯域のことである。また、以下、狭帯域フィルタＮＢを透過した狭帯域光を受光する画素を、マルチスペクトル画素又はＭＳ画素と称する。
　光電変換素子層１０５は、例えば、図２のフォトダイオード６１等を備え、狭帯域フィルタ層１０３（狭帯域フィルタＮＢ）を透過した光（狭帯域光）を受光し、受光した光を電荷に変換する。また、光電変換素子層１０５は、各画素５１間が素子分離層により電気的に分離されて構成されている。
　信号配線層１０６には、光電変換素子層１０５に蓄積された電荷を読み取るための配線等が設けられる。
　＜プラズモンフィルタについて＞
　次に、図４乃至図１５を参照して、狭帯域フィルタＮＢに用いることが可能なプラズモンフィルタについて説明する。
　図４は、ホールアレイ構造のプラズモンフィルタ１２１Ａの構成例を示している。
　プラズモンフィルタ１２１Ａは、金属製の薄膜（以下、導体薄膜と称する）１３１Ａにホール１３２Ａがハニカム状に配置されたプラズモン共鳴体により構成されている。
　各ホール１３２Ａは、導体薄膜１３１Ａを貫通しており、導波管として作用する。一般的に導波管には、辺の長さや直径などの形状により決まる遮断周波数及び遮断波長が存在し、それ以下の周波数（それ以上の波長）の光は伝搬しないという性質がある。ホール１３２Ａの遮断波長は、主に開口径Ｄ１に依存し、開口径Ｄ１が小さいほど遮断波長も短くなる。なお、開口径Ｄ１は透過させたい光の波長よりも小さい値に設定される。
　一方、光の波長以下の短い周期でホール１３２Ａが周期的に形成されている導体薄膜１３１Ａに光が入射すると、ホール１３２Ａの遮断波長より長い波長の光を透過する現象が発生する。この現象をプラズモンの異常透過現象という。この現象は、導体薄膜１３１Ａとその上層の層間膜１０２との境界において表面プラズモンが励起されることによって発生する。
　ここで、図５を参照して、プラズモンの異常透過現象（表面プラズモン共鳴）の発生条件について説明する。
　図５は、表面プラズモンの分散関係を示すグラフである。グラフの横軸は角波数ベクトルｋを示し、縦軸は角周波数ωを示している。ωpは導体薄膜１３１Ａのプラズマ周波数を示している。ωspは層間膜１０２と導体薄膜１３１Ａとの境界面における表面プラズマ周波数を示しており、次式（１）により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　εdは、層間膜１０２を構成する誘電体の誘電率を示している。
　式（１）より、表面プラズマ周波数ωspは、プラズマ周波数ωpが高くなるほど高くなる。また、表面プラズマ周波数ωspは、誘電率εdが小さくなるほど、高くなる。
　線Ｌ１は、光の分散関係（ライトライン）を示し、次式（２）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ｃは、光速を示している。
　線Ｌ２は、表面プラズモンの分散関係を表し、次式（３）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　εmは、導体薄膜１３１Ａの誘電率を示している。
　線Ｌ２により表される表面プラズモンの分散関係は、角波数ベクトルｋが小さい範囲では、線Ｌ１で表されるライトラインに漸近し、角波数ベクトルｋが大きくなるにつれて、表面プラズマ周波数ωspに漸近する。
　そして、次式（４）が成り立つとき、プラズモンの異常透過現象が発生する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　λは、入射光の波長を示している。θは、入射光の入射角を示している。Ｇx及びＧyは、次式（５）で表される。
　｜Ｇx｜＝｜Ｇy｜＝２π／ａ0　・・・（５）
　ａ0は、導体薄膜１３１Ａのホール１３２Ａからなるホールアレイ構造の格子定数を示している。
　式（４）の左辺は、表面プラズモンの角波数ベクトルを示し、右辺は、導体薄膜１３１Ａのホールアレイ周期の角波数ベクトルを示している。従って、表面プラズモンの角波数ベクトルと導体薄膜１３１Ａのホールアレイ周期の角波数ベクトルが等しくなるとき、プラズモンの異常透過現象が発生する。そして、このときのλの値が、プラズモンの共鳴波長（プラズモンフィルタ１２１Ａの透過波長）となる。
　なお、式（４）の左辺の表面プラズモンの角波数ベクトルは、導体薄膜１３１Ａの誘電率εm及び層間膜１０２の誘電率εdにより決まる。一方、右辺のホールアレイ周期の角波数ベクトルは、光の入射角θ、及び、導体薄膜１３１Ａの隣接するホール１３２Ａ間のピッチ（ホールピッチ）Ｐ１により決まる。従って、プラズモンの共鳴波長及び共鳴周波数は、導体薄膜１３１Ａの誘電率εm、層間膜１０２の誘電率εd、光の入射角θ、及び、ホールピッチＰ１により決まる。なお、光の入射角が０°の場合、プラズモンの共鳴波長及び共鳴周波数は、導体薄膜１３１Ａの誘電率εm、層間膜１０２の誘電率εd、及び、ホールピッチＰ１により決まる。
　従って、プラズモンフィルタ１２１Ａの透過帯域（プラズモンの共鳴波長）は、導体薄膜１３１Ａの材質及び膜厚、層間膜１０２の材質及び膜厚、ホールアレイのパターン周期（例えば、ホール１３２Ａ開口径Ｄ１及びホールピッチＰ１）等により変化する。特に、導体薄膜１３１Ａ及び層間膜１０２の材質及び膜厚が決まっている場合、プラズモンフィルタ１２１Ａの透過帯域は、ホールアレイのパターン周期、特にホールピッチＰ１により変化する。すなわち、ホールピッチＰ１が狭くなるにつれて、プラズモンフィルタ１２１Ａの透過帯域は短波長側にシフトし、ホールピッチＰ１が広くなるにつれて、プラズモンフィルタ１２１Ａの透過帯域は長波長側にシフトする。
　図６は、ホールピッチＰ１を変化させた場合のプラズモンフィルタ１２１Ａの分光特性の例を示すグラフである。グラフの横軸は波長（単位はｎｍ）を示し、縦軸は感度（単位は任意単位）を示している。線Ｌ１１は、ホールピッチＰ１を２５０ｎｍに設定した場合の分光特性を示し、線Ｌ１２は、ホールピッチＰ１を３２５ｎｍに設定した場合の分光特性を示し、線Ｌ１３は、ホールピッチＰ１を５００ｎｍに設定した場合の分光特性を示している。
　ホールピッチＰ１を２５０ｎｍに設定した場合、プラズモンフィルタ１２１Ａは、主に青色の波長帯域の光を透過する。ホールピッチＰ１を３２５ｎｍに設定した場合、プラズモンフィルタ１２１Ａは、主に緑色の波長帯域の光を透過する。ホールピッチＰ１を５００ｎｍに設定した場合、プラズモンフィルタ１２１Ａは、主に赤色の波長帯域の光を透過する。ただし、ホールピッチＰ１を５００ｎｍに設定した場合、プラズモンフィルタ１２１Ａは、後述する導波管モードにより、赤色より低波長の帯域の光も多く透過する。
　図７は、ホールピッチＰ１を変化させた場合のプラズモンフィルタ１２１Ａの分光特性の他の例を示すグラフである。グラフの横軸は波長（単位はｎｍ）を示し、縦軸は感度（単位は任意単位）を示している。この例では、ホールピッチＰ１を２５０ｎｍから６２５ｎｍまで２５ｎｍ刻みで変化させた場合の１６種類のプラズモンフィルタ１２１Ａの分光特性の例を示している。
　なお、プラズモンフィルタ１２１Ａの透過率は、主にホール１３２Ａの開口径Ｄ１により決まる。開口径Ｄ１が大きくなるほど透過率が高くなる一方、混色が発生しやすくなる。一般的に、開口率がホールピッチＰ１の５０％～６０％になるように開口径Ｄ１を設定することが望ましい。
　また、上述したように、プラズモンフィルタ１２１Ａの各ホール１３２Ａは、導波管として作用する。従って、プラズモンフィルタ１２１Ａのホールアレイのパターンによっては、分光特性において、表面プラズモン共鳴により透過される波長成分（プラズモンモードにおける波長成分）だけでなく、ホール１３２Ａ（導波管）を透過する波長成分（導波管モードにおける波長成分）が大きくなる場合がある。
　図８は、図６の線Ｌ１３により表される分光特性と同様に、ホールピッチＰ１を５００ｎｍに設定した場合のプラズモンフィルタ１２１Ａの分光特性を示している。この例において、６３０ｎｍ付近の遮断波長より長波長側がプラズモンモードにおける波長成分であり、遮断波長より短波長側が導波管モードにおける波長成分である。
　上述したように、遮断波長は、主にホール１３２Ａの開口径Ｄ１に依存し、開口径Ｄ１が小さいほど遮断波長も短くなる。そして、遮断波長とプラズモンモードにおけるピーク波長との間の差をより大きくするほど、プラズモンフィルタ１２１Ａの波長分解能特性が向上する。
　また、上述したように、導体薄膜１３１Ａのプラズマ周波数ωpが高くなるほど、導体薄膜１３１Ａの表面プラズマ周波数ωspが高くなる。また、層間膜１０２の誘電率εdが小さくなるほど、表面プラズマ周波数ωspが高くなる。そして、表面プラズマ周波数ωspが高くなるほど、プラズモンの共鳴周波数をより高く設定することができ、プラズモンフィルタ１２１Ａの透過帯域（プラズモンの共鳴波長）をより短い波長帯域に設定することが可能になる。
　従って、プラズマ周波数ωpがより小さい金属を導体薄膜１３１Ａに用いた方が、プラズモンフィルタ１２１Ａの透過帯域をより短い波長帯域に設定することが可能になる。例えば、アルミニウム、銀、金等が好適である。ただし、透過帯域を赤外光などの長い波長帯域に設定する場合には、銅なども用いることが可能である。
　また、誘電率εdがより小さい誘電体を層間膜１０２に用いた方が、プラズモンフィルタ１２１Ａの透過帯域をより短い波長帯域に設定することが可能になる。例えば、ＳｉＯ２、Ｌｏｗ－Ｋ等が好適である。
　また、図９は、導体薄膜１３１Ａにアルミニウムを用い、層間膜１０２にＳｉＯ２を用いた場合の導体薄膜１３１Ａと層間膜１０２の界面における表面プラズモンの伝搬特性を示すグラフである。グラフの横軸は光の波長（単位はｎｍ）を示し、縦軸は伝搬距離（単位はμｍ）を示している。また、線Ｌ２１は、界面方向の伝搬特性を示し、線Ｌ２２は、層間膜１０２の深さ方向（界面に垂直な方向）の伝搬特性を示し、線Ｌ２３は、導体薄膜１３１Ａの深さ方向（界面に垂直な方向）の伝搬特性を示している。
　表面プラズモンの深さ方向の伝搬距離ΛSPP（λ）は、次式（６）により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　ｋSPPは、表面プラズモンが伝搬する物質の吸収係数を示す。εm（λ）は、波長λの光に対する導体薄膜１３１Ａの誘電率を示す。εd（λ）は、波長λの光に対する層間膜１０２の誘電率を示す。
　従って、図９に示されるように、波長４００ｎｍの光に対する表面プラズモンは、ＳｉＯ２からなる層間膜１０２の表面から深さ方向に約１００ｎｍまで伝搬する。従って、層間膜１０２の厚みを１００ｎｍ以上に設定することにより、層間膜１０２と導体薄膜１３１Ａとの界面における表面プラズモンに、層間膜１０２の導体薄膜１３１Ａと反対側の面に積層された物質の影響が及ぶことが防止される。
　また、波長４００ｎｍの光に対する表面プラズモンは、アルミニウムからなる導体薄膜１３１Ａの表面から深さ方向に約１０ｎｍまで伝搬する。従って、導体薄膜１３１Ａの厚みを１０ｎｍ以上に設定することにより、層間膜１０２と導体薄膜１３１Ａとの界面における表面プラズモンに、層間膜１０４の影響が及ぶことが防止される。
　＜プラズモンフィルタのその他の例＞
　次に、図１０乃至図１５を参照して、プラズモンフィルタのその他の例について説明する。
　図１０のＡのプラズモンフィルタ１２１Ｂは、導体薄膜１３１Ｂにホール１３２Ｂが直行行列状に配置されたプラズモン共鳴体により構成されている。プラズモンフィルタ１２１Ｂにおいては、例えば、隣接するホール１３２Ｂ間のピッチＰ２により透過帯域が変化する。
　また、プラズモン共鳴体において、全てのホールが導体薄膜を貫通する必要はなく、一部のホールが導体薄膜を貫通しない非貫通穴により構成しても、プラズモン共鳴体はフィルタとして機能する。
　例えば、図１０のＢには、導体薄膜１３１Ｃに貫通穴からなるホール１３２Ｃ、及び、非貫通穴からなるホール１３２Ｃ’がハニカム状に配置されたプラズモン共鳴体により構成されたプラズモンフィルタ１２１Ｃの平面図および断面図（平面図におけるＡ－Ａ’での断面図）が示されている。すなわち、プラズモンフィルタ１２１Ｃには、貫通穴からなるホール１３２Ｃと非貫通穴からなるホール１３２Ｃ’とが周期的に配置されている。
　さらに、プラズモンフィルタとしては、基本的に単層のプラズモン共鳴体が使用されるが、例えば、２層のプラズモン共鳴体により構成することもできる。
　例えば、図１１に示されているプラズモンフィルタ１２１Ｄは、２層のプラズモンフィルタ１２１Ｄ－１及びプラズモンフィルタ１２１Ｄ－２により構成されている。プラズモンフィルタ１２１Ｄ－１及びプラズモンフィルタ１２１Ｄ－２は、図４のプラズモンフィルタ１２１Ａを構成するプラズモン共鳴体と同様に、ホールがハニカム状に配置された構造となっている。
　また、プラズモンフィルタ１２１Ｄ－１とプラズモンフィルタ１２１Ｄ－２との間隔Ｄ２は、透過帯域のピーク波長の１／４程度とすることが好適である。また、設計自由度を考慮すると、間隔Ｄ２は、透過帯域のピーク波長の１／２以下がより好適である。
　なお、プラズモンフィルタ１２１Ｄのように、プラズモンフィルタ１２１Ｄ－１及びプラズモンフィルタ１２１Ｄ－２において同一のパターンでホールが配置されるようにする他、例えば、２層のプラズモン共鳴体構造において互いに相似するパターンでホールが配置されていてもよい。また、２層のプラズモン共鳴体構造において、ホールアレイ構造とドットアレイ構造（後述）とが反転するようなパターンでホールとドットとが配置されていてもよい。さらに、プラズモンフィルタ１２１Ｄは２層構造となっているが、３層以上の多層化も可能である。
　また、以上では、ホールアレイ構造のプラズモン共鳴体によるプラズモンフィルタの構成例を示したが、プラズモンフィルタとして、ドットアレイ構造のプラズモン共鳴体を採用してもよい。
　図１２を参照して、ドットアレイ構造のプラズモンフィルタについて説明する。
　図１２のＡのプラズモンフィルタ１２１Ａ’は、図４のプラズモンフィルタ１２１Ａのプラズモン共鳴体に対してネガポジ反転した構造、すなわち、ドット１３３Ａが誘電体層１３４Ａにハニカム状に配置されたプラズモン共鳴体により構成されている。各ドット１３３Ａ間には、誘電体層１３４Ａが充填されている。
　プラズモンフィルタ１２１Ａ’は、所定の波長帯域の光を吸収するため、補色系のフィルタとして用いられる。プラズモンフィルタ１２１Ａ’が吸収する光の波長帯域（以下、吸収帯域と称する）は、隣接するドット１３３Ａ間のピッチ（以下、ドットピッチと称する）Ｐ３等により変化する。また、ドットピッチＰ３に合わせて、ドット１３３Ａの径Ｄ３が調整される。
　図１２のＢのプラズモンフィルタ１２１Ｂ’は、図１０のＡのプラズモンフィルタ１２１Ｂのプラズモン共鳴体に対してネガポジ反転した構造、すなわち、ドット１３３Ｂが誘電体層１３４Ｂに直行行列状に配置されたプラズモン共鳴体構造により構成されている。各ドット１３３Ｂ間には、誘電体層１３４Ｂが充填されている。
　プラズモンフィルタ１２１Ｂ’の吸収帯域は、隣接するドット１３３Ｂ間のドットピッチＰ４等により変化する。また、ドットピッチＰ４に合わせて、ドット１３３Ｂの径Ｄ３が調整される。
　図１３は、図１２のＡのプラズモンフィルタ１２１Ａ’のドットピッチＰ３を変化させた場合の分光特性の例を示すグラフである。グラフの横軸は波長（単位はｎｍ）を示し、縦軸は透過率を示している。線Ｌ３１は、ドットピッチＰ３を３００ｎｍに設定した場合の分光特性を示し、線Ｌ３２は、ドットピッチＰ３を４００ｎｍに設定した場合の分光特性を示し、線Ｌ３３は、ドットピッチＰ３を５００ｎｍに設定した場合の分光特性を示している。
　この図に示されるように、ドットピッチＰ３が狭くなるにつれて、プラズモンフィルタ１２１Ａ’の吸収帯域は短波長側にシフトし、ドットピッチＰ３が広くなるにつれて、プラズモンフィルタ１２１Ａ’の吸収帯域は長波長側にシフトする。
　なお、ホールアレイ構造及びドットアレイ構造のいずれのプラズモンフィルタにおいても、ホール又はドットの平面方向のピッチを調整するだけで、透過帯域又は吸収帯域を調整することができる。従って、例えば、リソグラフィ工程においてホール又はドットのピッチを調整するだけで、画素毎に透過帯域又は吸収帯域を個別に設定することが可能であり、より少ない工程でフィルタの多色化が可能になる。
　また、プラズモンフィルタの厚さは、有機材料系のカラーフィルタとほぼ同様の約１００～５００ｎｍ程度であり、プロセスの親和性が良い。
　また、狭帯域フィルタＮＢには、図１４に示されるＧＭＲ（Guided Mode Resonant）を用いたプラズモンフィルタ１５１を用いることも可能である。
　プラズモンフィルタ１５１においては、上から順に、導体層１６１、ＳｉＯ２膜１６２、ＳｉＮ膜１６３、ＳｉＯ２基板１６４が積層されている。導体層１６１は、例えば、図３の狭帯域フィルタ層１０３に含まれ、ＳｉＯ２膜１６２、ＳｉＮ膜１６３、及び、ＳｉＯ２基板１６４は、例えば、図３の層間膜１０４に含まれる。
　導体層１６１には、例えばアルミニウムからなる矩形の導体薄膜１６１Ａが、所定のピッチＰ５で、導体薄膜１６１Ａの長辺側が隣接するように並べられている。そして、ピッチＰ５等によりプラズモンフィルタ１５１の透過帯域が変化する。
　図１５は、ピッチＰ５を変化させた場合のプラズモンフィルタ１５１の分光特性の例を示すグラフである。グラフの横軸は波長（単位はｎｍ）を示し、縦軸は透過率を示している。この例では、ピッチＰ５を２８０ｎｍから４８０ｎｍまで４０ｎｍ刻みで６種類に変化させるとともに、隣接する導体薄膜１６１Ａの間のスリットの幅をピッチＰ５の１／４に設定した場合の分光特性の例を示している。また、透過帯域のピーク波長が最も短い波形が、ピッチＰ５を２８０ｎｍに設定した場合の分光特性を示し、ピッチＰ５が広くなるにつれて、ピーク波長が長くなっている。すなわち、ピッチＰ５が狭くなるにつれて、プラズモンフィルタ１５１の透過帯域は短波長側にシフトし、ピッチＰ５が広くなるにつれて、プラズモンフィルタ１５１の透過帯域は長波長側にシフトする。
　このＧＭＲを用いたプラズモンフィルタ１５１も、上述したホールアレイ構造及びドットアレイ構造のプラズモンフィルタと同様に、有機材料系のカラーフィルタと親和性が良い。
　＜撮像素子の第２の実施の形態＞
　次に、図１６乃至図２１を参照して、図１の撮像素子１２の第２の実施の形態について説明する。
　図１６は、撮像素子１２の第２の実施の形態である撮像素子１２Ｂの断面の構成例を模式的に示している。なお、図中、図３の撮像素子１２Ａと対応する部分には、同じ符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　撮像素子１２Ｂは、撮像素子１２Ａと比較して、オンチップマイクロレンズ１０１と層間膜１０２の間に、カラーフィルタ層１０７が積層されている点が異なる。
　撮像素子１２Ｂの狭帯域フィルタ層１０３においては、全ての画素５１ではなく、一部の画素５１にのみ狭帯域フィルタＮＢが設けられている。狭帯域フィルタＮＢの透過帯域の種類（バンド数）は任意であり、例えば、１以上に設定される。
　カラーフィルタ層１０７には、カラーフィルタが各画素５１に設けられる。例えば、狭帯域フィルタＮＢが設けられていない画素５１においては、一般的な赤色フィルタＲ、緑色フィルタＧ、及び、青色フィルタＢ（不図示）のいずれかが設けられている。これにより、例えば、赤色フィルタＲが設けられたＲ画素、緑色フィルタＧが設けられたＧ画素、青色フィルタが設けられたＢ画素、及び、狭帯域フィルタＮＢが設けられたＭＳ画素が、画素アレイ３１に配列される。
　また、狭帯域フィルタＮＢが設けられている画素５１においては、カラーフィルタ層１０７に透過フィルタＰが設けられる。透過フィルタＰは、後述するように、同じ画素５１の狭帯域フィルタＮＢの透過帯域を含む波長帯域の光を透過する光学フィルタ（ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、又は、バンドパスフィルタ）により構成される。
　なお、カラーフィルタ層１０７に設けられるカラーフィルタは、有機材料系及び無機材料系のいずれであってもよい。
　有機材料系のカラーフィルタには、例えば、合成樹脂若しくは天然蛋白を用いた染色着色系、及び、顔料色素若しくは染料色素を用いた色素含有系がある。
　無機材料系のカラーフィルタには、例えば、ＴｉＯ２、ＺｎＳ、ＳｉＮ、ＭｇＦ２、ＳｉＯ２、Ｌｏｗ－ｋ等の材料が用いられる。また、無機材料系のカラーフィルタの形成には、例えば、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）成膜等の手法が用いられる。
　また、層間膜１０２は、図９を参照して上述したように、層間膜１０２と狭帯域フィルタ層１０３との界面における表面プラズモンに、カラーフィルタ層１０７の影響が及ぶことが防止可能な膜厚に設定される。
　ここで、カラーフィルタ層１０７に設けられた透過フィルタＰにより、フレアの発生が抑制される。この点について、図１７及び図１８を参照して説明する。
　図１７は、カラーフィルタ層１０７が設けられていない図２の撮像素子１２Ａを用いた撮像装置１０におけるフレアの発生の様子を模式的に示している。
　この例において、撮像素子１２Ａは、半導体チップ２０３に設けられている。具体的には、半導体チップ２０３は、基板２１３上に実装され、周囲がシールガラス２１１及び樹脂２１２により覆われている。そして、図１の光学系１１に設けられているレンズ２０１及びＩＲカットフィルタ２０２、並びに、シールガラス２１１を透過した光が、撮像素子１２Ａに入射する。
　ここで、撮像素子１２Ａの狭帯域フィルタ層１０３の狭帯域フィルタＮＢがプラズモンフィルタからなる場合、プラズモンフィルタには金属製の導体薄膜が形成されている。この導体薄膜は反射率が高いため、透過帯域以外の波長の光を反射しやすい。そして、導体薄膜で反射された光の一部が、例えば、図１７に示されるように、シールガラス２１１、ＩＲカットフィルタ２０２、又は、レンズ２０１で反射され、撮像素子１２Ａに再入射する。これらの再入射光によりフレアが発生する。特にホールアレイ構造を用いたプラズモンフィルタは、開口率が低いため、フレアが発生しやすい。
　この反射光を防止するために、例えば、導体薄膜とは異なる金属や誘電率の高い材料からなる反射防止膜を使用することが考えられる。しかし、プラズモンフィルタは、表面プラズモン共鳴を利用しており、そのような反射防止膜が導体薄膜の表面に触れてしまうと、プラズモンフィルタの特性が劣化してしまったり、所望の特性が得づらくなったりする可能性がある。
　一方、図１８は、カラーフィルタ層１０７が設けられている図１６の撮像素子１２Ｂを用いた撮像装置１０におけるフレアの発生の様子を模式的に示している。なお、図中、図１７と対応する部分には、同じ符号を付してある。
　図１８の例は、図１７の例と比較して、半導体チップ２０３の代わりに半導体チップ２２１が設けられている点が異なる。半導体チップ２２１は、半導体チップ２０３と比較して、撮像素子１２Ａの代わりに撮像素子１２Ｂが設けられている点が異なる。
　上述したように、撮像素子１２Ｂにおいては、狭帯域フィルタＮＢより上方（光の入射側）に透過フィルタＰが設けられている。従って、撮像素子１２Ｂに入射した光は、透過フィルタＰにより所定の波長帯域が遮断されてから狭帯域フィルタＮＢに入射するため、狭帯域フィルタＮＢへの入射光の光量が抑制される。その結果、狭帯域フィルタＮＢ（プラズモンフィルタ）の導体薄膜による反射光の光量も低減するため、フレアが低減される。
　図１９乃至図２１は、狭帯域フィルタＮＢの分光特性と、狭帯域フィルタＮＢの上方に配置される透過フィルタＰの分光特性の例を示している。なお、図１９乃至図２１のグラフの横軸は波長（単位はｎｍ）を示し、縦軸は感度（単位は任意単位）を示している。
　図１９の線Ｌ４１は、狭帯域フィルタＮＢの分光特性を示している。この狭帯域フィルタＮＢの分光特性のピーク波長は、約４３０ｎｍ付近である。線Ｌ４２は、ローパス型の透過フィルタＰの分光特性を示している。線Ｌ４３は、ハイパス型の透過フィルタＰの分光特性を示している。線Ｌ４４は、バンドパス型の透過フィルタＰの分光特性を示している。いずれの透過フィルタＰの感度も、狭帯域フィルタＮＢの分光特性のピーク波長を含む所定の波長帯域において、狭帯域フィルタＮＢの感度を上回っている。従って、いずれの透過フィルタＰを用いても、狭帯域フィルタＮＢの透過帯域の光をほぼ減衰させずに、狭帯域フィルタＮＢに入射する入射光の光量を低減させることができる。
　図２０の線Ｌ５１は、狭帯域フィルタＮＢの分光特性を示している。この狭帯域フィルタＮＢの分光特性のピーク波長は、約５３０ｎｍ付近である。線Ｌ５２は、ローパス型の透過フィルタＰの分光特性を示している。線Ｌ５３は、ハイパス型の透過フィルタＰの分光特性を示している。線Ｌ５４は、バンドパス型の透過フィルタＰの分光特性を示している。いずれの透過フィルタの感度も、狭帯域フィルタＮＢの分光特性のピーク波長を含む所定の波長帯域において、狭帯域フィルタＮＢの感度を上回っている。従って、いずれの透過フィルタＰを用いても、狭帯域フィルタＮＢの透過帯域の光をほぼ減衰させずに、狭帯域フィルタＮＢに入射する入射光の光量を低減させることができる。
　図２１の線Ｌ６１は、狭帯域フィルタＮＢの分光特性を示している。この狭帯域フィルタＮＢの分光特性のプラズモンモードにおけるピーク波長は、約６７０ｎｍ付近である。線Ｌ６２は、ローパス型の透過フィルタＰの分光特性を示している。線Ｌ６３は、ハイパス型の透過フィルタＰの分光特性を示している。線Ｌ６４は、バンドパス型の透過フィルタＰの分光特性を示している。いずれの透過フィルタＰの感度も、狭帯域フィルタＮＢの分光特性の遮断波長である約６３０ｎｍ以上のプラズモンモードのピーク波長を含む所定の波長帯域において、狭帯域フィルタＮＢの感度を上回っている。従って、いずれの透過フィルタＰを用いても、狭帯域フィルタＮＢのプラズモンモードにおける透過帯域の光をほぼ減衰させずに、狭帯域フィルタＮＢに入射する入射光の光量を低減させることができる。ただし、ハイパス型又はバンドパス型の透過フィルタＰを用いた方が、狭帯域フィルタＮＢの導波管モードの波長帯域の光を遮断できるため、狭帯域のフィルタ特性としてより望ましい。
　なお、赤色フィルタＲ、緑色フィルタＧ、又は、青色フィルタＢの透過帯域が、下層の狭帯域フィルタＮＢの透過帯域を含む場合、それらのフィルタを透過フィルタＰに用いてもよい。
　また、図１６の例では、一部の画素５１にのみ狭帯域フィルタＮＢを設ける例を示したが、全ての画素５１に狭帯域フィルタＮＢを設けることも可能である。この場合、画素５１毎に、その画素５１の狭帯域フィルタＮＢの透過帯域を含む透過帯域を有する透過フィルタＰをカラーフィルタ層１０７に設けるようにすればよい。
　さらに、カラーフィルタ層１０７のカラーフィルタの色の組み合わせは上述した例に限定されるものではなく、任意に変更することが可能である。
　また、上述したフレア対策の必要がない場合には、例えば、狭帯域フィルタＮＢの上層に透過フィルタＰを設けないようにしたり、全ての波長の光を透過するダミーのフィルタを設けたりしてもよい。
　＜撮像素子の第３の実施の形態＞
　次に、図２２を参照して、図１の撮像素子１２の第３の実施の形態について説明する。
　図２２は、撮像素子１２の第３の実施の形態である撮像素子１２Ｃの断面の構成例を模式的に示している。なお、図中、図３の撮像素子１２Ａと対応する部分には、同じ符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　撮像素子１２Ｃは、撮像素子１２Ａと比較して、狭帯域フィルタ層１０３の代わりに、フィルタ層１０８が設けられている点が異なる。また、撮像素子１２Ｃは、図１６の撮像素子１２Ｂと比較して、狭帯域フィルタＮＢとカラーフィルタ（例えば、赤色フィルタＲ、緑色フィルタＧ、青色フィルタＢ）が同じフィルタ層１０８に設けられている点が異なる。
　これにより、撮像素子１２Ｃの画素アレイ３１にＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、及び、ＭＳ画素を配置する場合に、カラーフィルタ層１０７を省略することができる。
　なお、有機材料系のカラーフィルタを用いる場合、熱によるカラーフィルタの損傷等を防止するために、例えば、狭帯域フィルタＮＢが先に形成され、シンター処理等の高温の最終熱処理が行われた後、カラーフィルタが形成される。一方、無機材料系のカラーフィルタを用いる場合、基本的に上記の形成順の制約は必要ない。
　また、図１６の撮像素子１２Ｂのようにフレア対策を施す場合、撮像素子１２Ｂと同様に、オンチップマイクロレンズ１０１と層間膜１０２の間に、カラーフィルタ層を積層するようにしてもよい。この場合、フィルタ層１０８に狭帯域フィルタＮＢが設けられている画素５１においては、カラーフィルタ層に上述した透過フィルタＰが設けられる。一方、フィルタ層１０８にカラーフィルタが設けられている画素５１においては、カラーフィルタ層にフィルタが設けられなかったり、又は、全ての波長の光を透過するダミーのフィルタ、若しくは、フィルタ層１０８と同じ色のカラーフィルタが設けられたりする。
　＜第２の実施の形態＞
　上記したプラズモンフィルタ１２１により所望の周波数（周波数帯域）の光を抽出することができる。すなわち、プラズモンフィルタ１２１のホールピッチＰや、ホールの開口径Ｄを調整することで、所望とする周波数の光を抽出するフィルタとして用いることができる。さらに換言するに、プラズモンフィルタ１２１を用いることで、複数の周波数の光をそれぞれ受光する画素を備えるセンサを構成することができる。
　ここでは、プラズモンフィルタ１２１を備える撮像素子を、適宜、マルチスペクトル画素（ＭＳ画素）と記述する。また、狭帯域フィルタ層１０３が、プラズモンフィルタ１２１である場合を例に挙げて説明を続ける。
　第２の実施の形態として、所定の周波数帯域（第１の周波数帯域）の電磁波（光）を透過させるための金属薄膜フィルタ、例えば、プラズモンフィルタ１２１を備えた画素と、所定の周波数帯域（第１の周波数帯域よりも広い第２の周波数帯域）の電磁波（光）を透過させるためのカラーフィルタを備えた画素とを備え、それらの画素から得られる信号を処理することで、複数の信号（複数の周波数帯域の信号）を生成する場合について説明する。
　具体的には、第２の実施の形態として、マルチスペクトル画素にＧ画素を加えた構成（構成１とする）、マルチスペクトル画素にＷ画素を加えた構成（構成２とする）、またはマルチスペクトル画素にＧ画素とＷ画素を加えた構成（構成３とする）とすることで、ＲＧＢカラー画像の色再現を向上させるとともに、マルチスペクトルの分光特性も向上させることについて説明する。
　なお、以下に説明する構成１、構成２、または構成３と異なる構成として、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、およびマルチスペクトル画素を組み合わせる構成（比較構成と記述する）も考えられる。仮にマルチスペクトル画素が１画素である場合、比較構成においては、４画素で１単位を構成することになる。
　これに対して、構成１と構成２は、いずれも、マルチスペクトル画素と、Ｇ画素またはＷ画素の１画素の組み合わせによる構成であるため、２画素で１単位を構成することになる。また、構成３は、マルチスペクトル画素と、Ｇ画素とＷ画素の２画素の組み合わせによる構成であるため、３画素で１単位を構成することになる。
　この１単位で、１画素分の信号を生成するとした場合、解像度は、この単位をより多く配置することで向上させることができる。
　画素アレイ３１には、１単位の構成が、複数単位繰り返し配置されている。よって、画素アレイ３１内に配置される単位数は、比較構成で配置した場合は、構成１、構成２、および構成３のいずれの構成で配置した場合よりも、少ない単位数となる。すなわち、比較構成によると、構成１、構成２、構成３よりも色数が増えるため、解像度が減ってしまうことになる。
　このように、構成１、構成２、構成３は、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、およびマルチスペクトル画素を組み合わせる比較構成よりも、色数が少ないため、解像度を向上させることができる。
　また、以下に詳細を説明するように、例えば、構成１のように、マルチスペクトル画素とＧ画素を配置した場合においても、Ｒ画素やＢ画素から得られる信号に該当する信号をマルチスペクトル画素からの信号を用いて生成することができるため、比較構成のように、Ｒ画素、Ｇ画素、およびＢ画素を配置していると場合と同等の信号を生成することができる。
　よって、例えば、構成１のように、色数が少なくても、比較構成のような色数が多い構成と比べても遜色ない画質を再現することができる。そのような構成１乃至３について説明を加える。
　＜構成１について＞
　図２３は、マルチスペクトル画素にＧ画素を加えた構成１の構成例を示す図である。図２３において、“Ｇ”との記載は、Ｇ画素を表し、“ＭＳ”との記載は、ＭＳ画素を表す。Ｇ画素は、カラーフィルタ層１０７（図１６）またはフィルタ層１０８（図２２）の色が緑（Green）とされている画素である。ＭＳ画素は、マルチスペクトル画素であり、所定の周波数帯域の光（所定の色）を受光する画素である。
　図２３では、画素アレイ３１（図２）の４×４の１６画素を示しており、このような配列の画素群が、画素アレイ３１に繰り返し配列されている。図２３に示した１６画素を区別するために、それぞれ数字を付してある。例えば、１６画素のうち、左上に配置されている画素は、Ｇ１画素であり、その右側に配列されているのがＭＳ１画素である。
　図２３に示した色配置においては、Ｇ画素とＭＳ画素が、同数配置されている例を示している。すなわち、１６画素の内、Ｇ１乃至Ｇ８が、Ｇ画素であり、ＭＳ１乃至ＭＳ８が、ＭＳ画素とされている。また、Ｇ画素とＭＳ画素は横方向、および縦方向のそれぞれにおいて、交互に配置されている。
　なおここでは、Ｇ画素とＭＳ画素が交互に配置されている例を挙げて説明を続けるが、異なる配置であっても良い。例えば、２個のＧ画素と２個のＭＳ画素が交互に配置される、１個のＧ画素と２個のＭＳ画素が交互に配置されるなどの色配置であっても良い。以下に説明する他の色配置においても、一例を示し、限定を示す記載ではないとする。
　Ｇ画素は、緑色とされる光、例えば、５００乃至５５０ｎｍの周波数帯域の光を受光する画素である。図２３において、Ｇ１乃至Ｇ８画素は、それぞれ、この周波数帯域の光を受光する画素とされている。
　ＭＳ画素は、抽出対象とされた周波数帯域の光を受光する画素である。図２３において、ＭＳ１乃至ＭＳ８画素は、それぞれ異なる周波数帯域の光を受光する。すなわちこの場合、ＭＳ１乃至ＭＳ８画素により、８つの周波数帯域の光を扱うことができるセンサとされている。
　なお、ここでは、ＭＳ１乃至ＭＳ８画素は、全て異なる周波数帯域の光を受光するとして説明を続けるが、同一の周波数帯域の光を受光する画素としても良い。扱う周波数帯域の数に依存し、例えば、４つの周波数帯域を扱う場合、例えば、ＭＳ１画素とＭＳ２画素は第１の周波数帯域の光を受光する画素とされ、ＭＳ３画素とＭＳ４画素は第２の周波数帯域の光を受光する画素とされ、ＭＳ５画素とＭＳ６画素は第３の周波数帯域の光を受光する画素とされ、ＭＳ７画素とＭＳ８画素は第４の周波数帯域の光を受光する画素とするといったような構成とすることも可能である。
　ＭＳ１乃至ＭＳ８画素は、全て異なる周波数帯域の光を受光するとして、ＭＳ１乃至ＭＳ８画素を構成した場合、ＭＳ１乃至ＭＳ８画素からは、例えば、図２４に示すような信号が得られる。
　ＭＳ１画素は、周波数帯域Ｍ１の光を受光する。同様に、ＭＳ２画素は、周波数帯域Ｍ２の光を受光し、ＭＳ３画素は、周波数帯域Ｍ３の光を受光し、ＭＳ４画素は、周波数帯域Ｍ４の光を受光し、ＭＳ５画素は、周波数帯域Ｍ５の光を受光し、ＭＳ６画素は、周波数帯域Ｍ６の光を受光し、ＭＳ７画素は、周波数帯域Ｍ７の光を受光し、ＭＳ８画素は、周波数帯域Ｍ８の光を受光する。
　このように、ＭＳ１乃至ＭＳ８画素を、それぞれ異なる周波数帯域Ｍ１乃至Ｍ８の光を受光する画素とすることができる。またＧ１乃至Ｇ８画素からは、それぞれ、図２５に示すように、緑色の周波数帯域Ｇの光を受光する画素とすることができる。
　よって、このような構成１の場合、図２３に示した１６画素により、Ｇ画素から、緑色の情報が取得され、ＭＳ１画素から、周波数帯域Ｍ１の色Ｍ１の情報が取得され、ＭＳ２画素から、周波数帯域Ｍ２の色Ｍ２の情報が取得され、ＭＳ３画素から、周波数帯域Ｍ３の色Ｍ３の情報が取得され、ＭＳ４画素から、周波数帯域Ｍ４の色Ｍ４の情報が取得され、ＭＳ５画素から、周波数帯域Ｍ５の色Ｍ５の情報が取得され、ＭＳ６画素から、周波数帯域Ｍ６の色Ｍ６の情報が取得され、ＭＳ７画素から、周波数帯域Ｍ７の色Ｍ７の情報が取得され、ＭＳ８画素から、周波数帯域Ｍ８の色Ｍ８の情報が取得される。
　＜構成２について＞
　図２６は、マルチスペクトル画素にＷ画素を加えた構成２の構成例を示す図である。図２６において、“Ｗ”との記載は、Ｗ画素を表し、“ＭＳ”との記載は、ＭＳ画素を表す。Ｗ画素は、カラーフィルタ層１０７（図１６）またはフィルタ層１０８（図２２）の色が白（White）（透明色）とされている画素である。Ｗ画素は、感度が高いため、構成２によると、ＳＮＲ（Signal-Noise Ratio）を向上させることができる。
　図２６に示した色配置においては、Ｗ画素とＭＳ画素が、同数配置されている例を示している。すなわち、１６画素の内、Ｗ１乃至Ｗ８が、Ｗ画素であり、ＭＳ１乃至ＭＳ８が、ＭＳ画素とされている。また、Ｗ画素とＭＳ画素は横方向、および縦方向のそれぞれにおいて、交互に配置されている。
　なおここでは、Ｗ画素とＭＳ画素が交互に配置されている例を挙げて説明を続けるが、異なる配置であっても良い。例えば、２個のＷ画素と２個のＭＳ画素が交互に配置される、１個のＷ画素と２個のＭＳ画素が交互に配置されるなどの、色配置であっても良い。
　Ｗ画素は、白色とされる光、例えば、可視光域の周波数帯域の光を受光する画素である。図２６において、Ｗ１乃至Ｗ８画素は、それぞれ、可視光域の周波数帯域の光を受光する画素とされている。
　ＭＳ画素は、抽出対象とされた周波数帯域の光を受光する画素である。図２６において、ＭＳ１乃至ＭＳ８画素は、図２３に示したＭＳ画素と同じく、それぞれ異なる周波数帯域の光を受光する画素とすることができる。すなわちこの場合、ＭＳ１乃至ＭＳ８画素により、８つの周波数帯域の光を扱うことができるセンサとされている。
　ＭＳ１乃至ＭＳ８画素は、全て異なる周波数帯域の光を受光するとして、ＭＳ１乃至ＭＳ８画素を構成した場合、ＭＳ１乃至ＭＳ８画素からは、例えば、図２４に示すような信号が得られる。またＷ１乃至Ｗ８画素からは、それぞれ、図２７に示すような白色の周波数帯域Ｗの信号が得られる。
　このように構成した場合、図２６に示した１６画素においては、Ｗ画素から、白色の情報（主に輝度値の情報）が取得され、ＭＳ１画素から、周波数帯域Ｍ１の色Ｍ１の情報が取得され、ＭＳ２画素から、周波数帯域Ｍ２の色Ｍ２の情報が取得され、ＭＳ３画素から、周波数帯域Ｍ３の色Ｍ３の情報が取得され、ＭＳ４画素から、周波数帯域Ｍ４の色Ｍ４の情報が取得され、ＭＳ５画素から、周波数帯域Ｍ５の色Ｍ５の情報が取得され、ＭＳ６画素から、周波数帯域Ｍ６の色Ｍ６の情報が取得され、ＭＳ７画素から、周波数帯域Ｍ７の色Ｍ７の情報が取得され、ＭＳ８画素から、周波数帯域Ｍ８の色Ｍ８の情報が取得される。
　＜構成３について＞
　図２８は、マルチスペクトル画素にＷ画素とＧ画素を加えた構成３の構成例を示す図である。図２８において、“Ｗ”との記載は、Ｗ画素を表し、“Ｇ”との記載は、Ｇ画素を表し、“ＭＳ”との記載は、ＭＳ画素を表す。
　Ｗ画素は、感度が高いため、構成２によると、ＳＮＲを向上させることができる反面、色解像度、色再現が劣る可能性がある。そのため、構成３のように、Ｗ画素だけでなくＧ画素もＭＳ画素とともに配置することで、ＳＮＲと色再現のバランスをとることが可能となる。
　図２８に示した色配置においては、Ｇ画素とＭＳ画素が、同数配置され、Ｗ画素が、Ｇ画素（またはＭＳ画素）の２倍配置されている例を示している。すなわち、１６画素の内、Ｇ１乃至Ｇ４が、Ｇ画素であり、ＭＳ１乃至ＭＳ４が、ＭＳ画素であり、Ｗ１乃至Ｗ８が、Ｗ画素とされている。
　また、図２８に示した色配置において、１行目と３行目は、Ｗ画素とＧ画素が交互に配置され、２行目と４行目は、Ｗ画素とＭＳ画素が交互に配置されている。
　なお図２８に示した色配置は、一例であり、Ｇ画素、Ｗ画素、ＭＳ画素を配置するときの各画素の個数や配置パターンは、図２８に示した例に限定されるわけではない。
　Ｗ画素は、白色とされる光、例えば、可視光域の周波数帯域の光を受光する画素である。図２８において、Ｗ１乃至Ｗ８画素は、それぞれ、可視光域の周波数帯域の光を受光する画素とされている。また、Ｇ画素は、緑色とされる光、例えば、５００乃至５５０ｎｍの周波数帯域の光を受光する画素である。図２８において、Ｇ１乃至Ｇ４画素は、それぞれ、この周波数帯域の光を受光する画素とされている。
　ＭＳ画素は、抽出対象とされた周波数帯域の光を受光する画素である。図２８において、ＭＳ１乃至ＭＳ４画素は、図２３に示したＭＳ画素と同じく、それぞれ異なる周波数帯域の光を受光する画素とすることができる。すなわちこの場合、ＭＳ１乃至ＭＳ４画素により、４つの周波数帯域の光を扱うことができるセンサとされている。
　なお、図２８に示した１６画素外に、例えば図２４に示したＭＳ５乃至ＭＳ８画素に該当する画素を設け、ＭＳ１乃至ＭＳ８画素により、８つの周波数帯域の光を扱うことができるセンサとすることも勿論可能である。
　ＭＳ１乃至ＭＳ４画素は、全て異なる周波数帯域の光を受光するとして、ＭＳ１乃至ＭＳ４画素を構成した場合、ＭＳ１乃至ＭＳ４画素からは、例えば、図２４に示すような信号のうちの、４つの波長帯の光が得られる。
　またＧ１乃至Ｇ４画素からは、それぞれ、図２５に示したように、緑色の周波数帯域Ｇの光を受光する画素である。またＷ１乃至Ｗ８画素からは、それぞれ、図２７に示したように、白色の周波数帯域Ｗの光を受光する画素である。
　このように構成した場合、図２８に示した１６画素においては、Ｗ画素から、白色の情報（主に輝度値の情報）が取得され、Ｇ画素から、緑色の情報が取得され、ＭＳ１画素から、周波数帯域Ｍ１の色Ｍ１の情報が取得され、ＭＳ２画素から、周波数帯域Ｍ２の色Ｍ２の情報が取得され、ＭＳ３画素から、周波数帯域Ｍ３の色Ｍ３の情報が取得され、ＭＳ４画素から、周波数帯域Ｍ４の色Ｍ４の情報が取得される。
　このように、マルチスペクトル画素にＧ画素を加えた構成１、マルチスペクトル画素にＷ画素を加えた構成２、またはマルチスペクトル画素にＧ画素とＷ画素を加えた構成３とすることで、ＲＧＢカラー画像のベイヤー配列における色再現を向上させるとともに、マルチスペクトルの分光特性も向上させることができる。
　このことについてさらに説明を続ける。以下の説明においては、構成１を適用した場合を例に挙げて説明を続けるが、構成２または構成３を適用した場合も、基本的に同様である。
　＜マルチスペクトル画素からの信号処理＞
　マルチスペクトル画素として、例えば、図２３に示したように、周波数帯域Ｍ１乃至Ｍ８をそれぞれ受光するＭＳ1乃至ＭＳ８画素が配置されているような場合、図２４に示したような信号が得られる。図２４に示した取得される信号分布を、再度、図２９に示す。
　図２９に示したように、ＭＳ１乃至ＭＳ８画素から、周波数帯域Ｍ１乃至Ｍ８の信号がそれぞれ得られる場合であり、各周波数帯域Ｍ１乃至Ｍ８は、青色の周波数帯域Ｂ、緑色の周波数帯域Ｇ、および赤色の周波数帯域Ｒのいずれかに属しているようにプラズモンフィルタ１２１を構成した場合であるとする。
　さらに、プラズモンフィルタ１２１を、例えば、青色の周波数帯域Ｂには、周波数帯域Ｍ１、周波数帯域Ｍ２、および周波数帯域Ｍ３が含まれるように構成する。またプラズモンフィルタ１２１を、例えば、緑色の周波数帯域Ｇには、周波数帯域Ｍ４と周波数帯域Ｍ５が含まれるように構成する。またプラズモンフィルタ１２１を、例えば、赤色の周波数帯域Ｒには、周波数帯域Ｍ６、周波数帯域Ｍ７、周波数帯域Ｍ８が含まれるように構成する。
　このようにプラズモンフィルタ１２１を構成した場合、ＭＳ１画素から得られる周波数帯域Ｍ１の信号１、ＭＳ２画素から得られる周波数帯域Ｍ２の信号２、およびＭＳ３画素から得られる周波数帯域Ｍ３の信号３から、青色の周波数帯域Ｂの信号を生成することができる。
　青色の周波数帯域Ｂの信号＝信号Ｍ１＋信号Ｍ２＋信号Ｍ３
　同様に、ＭＳ４画素から得られる周波数帯域Ｍ４の信号４と、ＭＳ５画素から得られる周波数帯域Ｍ５の信号５から、緑色の周波数帯域Ｇの信号を生成することができる。
　緑色の周波数帯域Ｇの信号＝信号Ｍ４＋信号Ｍ５
　同様に、ＭＳ６画素から得られる周波数帯域Ｍ６の信号６、ＭＳ７画素から得られる周波数帯域Ｍ７の信号７、およびＭＳ８画素から得られる周波数帯域Ｍ８の信号８から、赤色の周波数帯域Ｒの信号を生成することができる。
　赤色の周波数帯域Ｒの信号＝信号Ｍ６＋信号Ｍ７＋信号Ｍ８
　このように、マルチスペクトル画素から得られる信号から、Ｂ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）の信号をそれぞれ生成することができる。
　さらに、図２３に示した色配置によれば、Ｇ画素があるため、Ｇ画素から緑色の周波数帯域Ｇの信号も取得できる。
　ただし、マルチスペクトル信号は一般的にＳＮＲの観点で不利なため、生成されたＧ信号もＳＮＲが良好でない可能性がある。そのため、マルチスペクトル信号Ｍ４とＭ５から生成されるＧ信号では、ＳＮＲが良好でない可能性がある。そのため、緑色の信号としては、Ｇ画素の信号を使用することが望ましい。
　一方、Ｒ信号、Ｂ信号についても同様な事がいえるが、輝度信号への寄与度はＧ信号が支配的であるため、Ｒ信号、Ｂ信号は、ＳＮＲへの寄与度が低い。そのため、Ｒ信号、Ｂ信号についてはマルチスペクトル画素からの生成であってもＳＮＲの低下の影響は小さい。
　このように、マルチスペクトル画素からの信号と、Ｇ画素からの信号が用いられ、マルチスペクトル用の信号とＲＧＢカラー画像用の信号を生成することができる。例えば、次式（７）に基づき生成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　式（７）に基づく演算により、所定の位置の画素の画素値が算出される。式（７）に基づく演算が行われる前に、デモザイク処理などが施されることで、画素毎に、マルチスペクトル画素からの信号Ｍ１乃至Ｍ８に該当する画素値と、Ｇ画素からの信号Ｇに該当する画素値は生成されている。
　例えば、図２３のＧ１画素からは、緑色に関する画素値は得られるが、赤色や青色に関する画素値や、マルチスペクトル用の画素値は得られていないため、デモザイク処理により、それらの得られない画素値が補完され、その補完された画素値が用いられて、式（７）による演算が行われる。
　式（７）において、左辺の８行８列の行列の各要素は、所定の係数ａである。この係数ａを適切に設定することで、マルチスペクトル画像用の信号や、ＲＧＢカラー画像用の信号を、より精度良く生成することができる。このようにパラメータが多くなることで、自由度が増し、これらのパラメータを適切に調整することで、精度を調整することができ、解像度や波長分離特性などを改善しやすくなる。
　左辺の８行１列の行列の要素のうち、“Ｒ”は、マルチスペクトル画素から信号を加算して得られる赤色の周波数帯域Ｒの画素値を表す。“Ｇ”は、マルチスペクトル画素から信号を加算して得られる緑色の周波数帯域Ｇの画素値、または、Ｇ画素から得られる緑色の周波数帯域Ｇの画素値を表す。
　なお、マルチスペクトル画素から信号を加算して得られる緑色の周波数帯域Ｇの画素値を用いるよりも、Ｇ画素から得られる緑色の周波数帯域Ｇの画素値を用いる方が、生成するマルチスペクトル用の信号とＲＧＢカラー画像用の信号の両方の信号特性を向上させることができるため、Ｇ画素から得られる緑色の周波数帯域Ｇの画素値を用いるとして説明を続ける。
　式（７）の“Ｂ”は、マルチスペクトル画素から信号を加算して得られる青色の周波数帯域Ｂの画素値を表す。
　“Ｍ１”は、Ｍ１画素から得られる周波数帯域Ｍ１の画素値を表す。同様に、“Ｍ２”は、Ｍ２画素から得られる周波数帯域Ｍ２の画素値を表し、“Ｍ３”は、Ｍ３画素から得られる周波数帯域Ｍ３の画素値を表し、“Ｍ４”は、Ｍ４画素から得られる周波数帯域Ｍ４の画素値を表す。
　“Ｍ５”は、Ｍ５画素から得られる周波数帯域Ｍ５の画素値を表し、“Ｍ６”は、Ｍ６画素から得られる周波数帯域Ｍ６の画素値を表し、“Ｍ７”は、Ｍ７画素から得られる周波数帯域Ｍ７の画素値を表し、“Ｍ８”は、Ｍ８画素から得られる周波数帯域Ｍ８の画素値を表す。
　式（７）の右辺は、演算結果であり、“Ｒ’”は、生成された赤色の周波数帯域Ｒの画素値を表し、“Ｇ’”は、生成された緑色の周波数帯域Ｇの画素値を表し、“Ｂ’”は、生成された青色の周波数帯域Ｂの画素値を表す。
　また“Ｍ１’”は、生成された周波数帯域Ｍ１の画素値を表し、“Ｍ２’”は、生成された周波数帯域Ｍ２の画素値を表し、“Ｍ３’”は、生成された周波数帯域Ｍ３の画素値を表し、“Ｍ４’”は、生成された周波数帯域Ｍ４の画素値を表す。
　また“Ｍ５’”は、生成された周波数帯域Ｍ５の画素値を表し、“Ｍ６’”は、生成された周波数帯域Ｍ６の画素値を表し、“Ｍ７’”は、生成された周波数帯域Ｍ７の画素値を表し、“Ｍ８’”は、生成された周波数帯域Ｍ８の画素値を表す。
　このように、１画素毎に、式（７）に基づく演算が行われることで、１画素におけるマルチスペクトル用の信号とＲＧＢカラー画像用の信号を生成することができる。また、マルチスペクトル画素からの信号とＧ画素からの信号を用いてマルチスペクトル用の信号とＲＧＢカラー画像用の信号を生成することで、混色を抑制することができる。
　また、パラメータが増えることで、自由度を増すことができる。またＲＧＢの色再現が向上し、マルチスペクトルの波長分離特性、例えば、半値幅やピーク値などで表される特性を改善することができる。
　例えば、従来、ＲＧＢのベイヤー配列で取得される信号は、図３０に示すようになっている。図３０に示すように、Ｂ画素から取得される信号Ｂ、Ｇ画素から取得される信号Ｇ、およびＲ画素から取得される信号Ｒは、互いに重なる周波数帯域があり、完全に分離されていない。すなわち、図中、線で囲んだ部分において、混色が発生している。
　ＲＧＢセンサでは、リニアマトリックスまたはカラーコレクションマトリックスなどと称される、例えば、次式（８）に示すような演算式により、混色補正を行い、等色関数に近づける処理がなされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　しかしながら、図３０に示したように、ＲＧＢの３色の減算処理では、混色補正にも限界があった。
　上記したように、本実施の形態においては、マルチスペクトル画素とＧ画素を画素アレイ３１に配置し、マルチスペクトル画素からの信号とＧ画素からの信号を用いてマルチスペクトル用の信号とＲＧＢカラー画像用の信号が生成する。
　図３１を参照する。図３１の上図は、図３０に示したＲＧＢセンサで得られる信号の分布を示し、図３１の下図は、図２９に示したマルチスペクトル画素（ＭＳ１乃至ＭＳ８画素）から得られる信号の分布を示す図である。
　上記したように、赤（Ｒ）の信号Ｒと青（Ｂ）の信号Ｂは、ＭＳ１乃至ＭＳ８画素からの信号を用いてそれぞれ生成される。上記した例、例えば、図２９を再度参照するに、信号Ｒは、周波数帯域Ｍ６、周波数帯域Ｍ７、周波数帯域Ｍ８の複数の周波数帯域に分けられ、それぞれの周波数帯域の信号が用いられて生成される。同じく、信号Ｂは、周波数帯域Ｍ１、周波数帯域Ｍ２、周波数帯域Ｍ３の複数の周波数帯域に分けられ、それぞれの周波数帯域の信号が用いられて生成される。
　このことは、例えば、従来、１つのＲ画素から得られた信号を信号Ｒとしていたのを、３つの周波数帯域にわけ、３つのＭＳ画素でそれぞれの周波数帯域の信号を取得し、処理することで信号Ｒを生成することを意味する。よって、マルチスペクトル画素を用いることで、波長毎に細かく減算処理などを行えるようになり、混色補正をより細かく行えることになるので、色再現性が向上する。さらに各パラメータの数値を総合的に小さくすることが可能になり、その結果、ＳＮＲが向上し、画質を改善させることができる。
　このように、マルチスペクトル画素からの信号により、ＲＧＢカラー画像用の信号（信号Ｒ、信号Ｇ、信号Ｂ）を補正することができるため、ＲＧＢカラー画像用の信号の色再現を向上させることができる。
　また、上記したように信号Ｒと信号Ｂは、マルチスペクトル画素からの信号から生成し、Ｇ信号は、Ｇ画素からの信号を用いるようにした場合、ＲＧＢカラー画像用の信号の色再現をより向上させることができる。
　図３１の上図を参照するに、周波数帯域でみたとき、短波長側から、信号Ｂ、信号Ｇ、信号Ｒとなる。信号Ｂの周波数帯域と信号Ｒの周波数帯域は、離れている。よって、信号Ｂが信号Ｒに混色することで与える影響や、信号Ｒが信号Ｂに混色することで与える影響は低いと考えられる。
　一方で、信号Ｂの周波数帯域と信号Ｇの周波数帯域は隣接しており、信号Ｂが信号Ｇに混色することで与える影響や、信号Ｇが信号Ｂに混色することで与える影響は大きいと考えられる。また同様に、信号Ｒの周波数帯域と信号Ｇの周波数帯域は隣接しており、信号Ｒが信号Ｇに混色することで与える影響や、信号Ｇが信号Ｒに混色することで与える影響は大きいと考えられる。
　このようなことから、信号Ｂと信号Ｒを、マルチスペクトル画素からの信号で生成することで、混色の影響を低減した信号Ｂと信号Ｒを生成することができる。また、信号Ｇは、Ｇ画素からの信号を用いることで、マルチスペクトル画素からの信号による影響を受けずに信号Ｇを生成することができる。よって、ＲＧＢカラー画像用の信号の色再現をより向上させることができる。
　また、図３２に示すように、マルチスペクトル画素からの信号に対しては、ＲＧＢセンサからの信号により補正することができるため、マルチスペクトル画素からの信号の波長分解能などを特性を改善することができる。
　例えば、図３２に上図に示したように、マルチスペクトル画素からの信号も、混色による裾引きが大きい場合、ＲＧＢセンサからの信号のように半値幅の広いスペクトルの方が補正をかけやすい。
　例えば、図２９を参照して説明した場合のように、ＭＳ４画素からの信号Ｍ４の周波数帯域Ｍ４とＭＳ５画素からの信号Ｍ５の周波数帯域Ｍ５が、緑色の周波数帯域Ｇに該当する場合、Ｇ画素からの信号Ｇの半値幅は、ＭＳ画素からの信号Ｍの半値幅よりも大きい。このようなＧ画素からの信号Ｇを用いて、ＭＳ４画素からの信号Ｍ４や、ＭＳ５画素からの信号Ｍ５を補正する場合、良好な補正を行える。
　このように、ＲＧＢセンサからの信号（上記した例では、Ｇ画素からの信号）により、マルチスペクトル用の信号（信号Ｍ１乃至Ｍ８）を補正することができるため、マルチスペクトル画像の波長分解能を向上させることができる。
　＜画像処理部の構成＞
　上記したような処理を行う信号処理部１４（図１）の内部構成例を図３３に示す。図３３に示した信号処理部１４は、マルチスペクトル信号取得部４０１、信号Ｇ取得部４０２、信号ＲＢ生成部４０３、および信号生成部４０４を備える。
　マルチスペクトル信号取得部４０１は、ＭＳ１乃至ＭＳ８画素から信号Ｍ１乃至Ｍ８の信号を取得し、信号ＲＢ生成部４０３に供給する。信号ＲＢ生成部４０３は、信号Ｍ１乃至Ｍ８を用いて、赤色の信号Ｒと青色の信号Ｂを生成し、信号生成部４０４に供給する。
　なお、信号ＲＢ生成部４０３は、緑色の信号Ｇも生成し、信号生成部４０４に供給されるように構成することも可能である。
　信号Ｇ取得部４０２は、Ｇ画素からの信号を取得し、信号生成部４０４に供給する。信号生成部４０４は、供給された信号を用いた上記した式（７）に基づく演算を行うことで、マルチスペクトル画像用の信号とＲＧＢカラー画像用の信号を生成する。生成された信号は、出力部１５（図１）に供給される。
　このようにして、マルチスペクトル画像用の信号とＲＧＢカラー画像用の信号が生成される。
　なお、マルチスペクトル画像用の信号とＲＧＢカラー画像用の信号の両方を生成することはできるが、どちらか一方のみを生成するように信号処理部１４を構成することも、勿論可能である。
　また、マルチスペクトル画像用の信号とＲＧＢカラー画像用の信号を生成し、異なる出力先に出力する構成とすることも可能である。
　また、Ｇ画素からの信号Ｇは、生成されるマルチスペクトル画像用の信号とＲＧＢカラー画像用の信号の輝度値の調整に係わる処理に用いられるようにしても良い。
　また構成２（図２６）を適用した場合も、上記した構成１の場合と同様の処理で、マルチスペクトル画像用の信号とＲＧＢカラー画像用の信号を生成することができるが、Ｗ画素からの信号Ｗは、生成されるマルチスペクトル画像用の信号とＲＧＢカラー画像用の信号の輝度値の調整に係わる処理に用いられるようにしても良い。
　また、構成２を適用した場合、Ｇ画素は配置されていないため、緑色の信号Ｇは、上記した赤色の信号Ｒや青色の信号Ｂと同じく、マルチスペクトル画素からの信号Ｍから生成されるように構成することができるし、Ｗ信号から信号Ｒと信号Ｂを減算することで生成することもできる。一般的にはＷ画素から信号Ｒと信号Ｂを減算する方がＳＮＲの点からも有利である。
　また、構成３（図２８）を適用した場合も、上記した構成１、構成２の場合と同様の処理で、マルチスペクトル画像用の信号とＲＧＢカラー画像用の信号を生成することができる。構成３を適用した場合、Ｇ画素からの信号ＧとＷ画素からの信号Ｗは、生成されるマルチスペクトル画像用の信号とＲＧＢカラー画像用の信号の輝度値の調整に係わる処理に用いられるようにしても良い。
　＜他の色配置について＞
　上記した実施の形態においては、図２３に示したように、マルチスペクトル画素とＧ画素を組み合わせた場合、図２６に示したように、マルチスペクトル画素とＷ画素を組み合わせた場合、または図２８に示したように、マルチスペクトル画素、Ｗ画素、およびＧ画素を組み合わせた場合を例に挙げて説明した。
　上記した色配置に限らず、本技術を適用することは可能である。例えば、図３４に示すように、ＲＧＢのベイヤー配列とマルチスペクトル画素を組み合わせた色配置とすることも可能である。図３４に示した色配置は、２×２の４画素が、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、およびＭＳ画素に割り当てられている。
　２×２の４画素に注目したとき、例えば、図３４の左上の４画素に注目したとき、４画素のうちの左上には、Ｇ１画素が配置され、右上には、Ｒ１画素が配置され、左下には、Ｂ１画素が配置され、右下には、Ｍ１画素が配置されている。
　このように、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、およびＭＳ画素を配置した場合にも、上記した実施の形態を適用し、ＲＧＢ画素の色再現度を向上させ、マルチスペクトル画素からの信号の波長分解能を向上させることができる。このような色配置の場合、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素からの信号で、ＭＳ画素からの信号を補正したり、ＭＳ画素からの信号で、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素からの信号を補正したりする構成とすることができる。
　また、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、およびＭＳ画素を、図３５に示したように配置した場合にも、本技術を適用することはできる。図３５に示した色配置も、ＲＧＢのベイヤー配列を基本とした配列とされている。
　図３５の例えば、左上の２×２の４画素、右上の２×２の４画素、および左下の２×２の４画素は、それぞれＲＧＢのベイヤー配列とされ、右下の２×２の４画素は、ＭＳ画素だけが配置されている。
　このように、ＭＳ画素をまとめて配置し、他の部分は、ＲＧＢのベイヤー配列とするような色配置に対しても、上記した実施の形態を適用し、ＲＧＢ画素の色再現度を向上させ、マルチスペクトル画素からの信号の波長分解能を向上させることができる。
　さらに、図３６に示すように、ＲＧＢのベイヤー配列を基本とした配列に、ＭＳ画素を埋め込むような色配置も可能である。すなわち、ＭＳ画素は、画素アレイ３１内の画素アレイのうちの任意の位置に配置することが可能である。
　このようなＭＳ画素を埋め込むような色配置の場合も、上記した実施の形態を適用し、ＲＧＢ画素の色再現度を向上させ、マルチスペクトル画素からの信号の波長分解能を向上させることができる。
　なお、図３４、図３５、および図３６に示したＭＳ１画素、ＭＳ２画素、ＭＳ３画素、およびＭＳ４画素は同一の周波数帯域の電磁波を抽出するように設計されていても良いし、異なる周波数帯域の電磁波を抽出するように設計されていても良い。
　さらに、Ｗ画素を追加した構成とすることも可能である。すなわち、例えば、図３７に示すように、Ｗ画素、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、およびＭＳ画素が配置されたような場合にも、本技術を適用できる。
　図３７に示した例では、左上の２×２の４画素には、Ｇ１画素、Ｗ１画素、Ｗ３画素、およびＢ１画素が配置されている。右上の２×２の４画素には、Ｇ２画素、Ｗ２画素、Ｗ４画素、およびＲ１画素が配置されている。左下の２×２の４画素には、Ｇ３画素、ＭＳ１画素、Ｗ７画素、およびＲ２画素が配置されている。右下の２×２の４画素には、Ｇ４画素、Ｗ６画素、Ｗ８画素、およびＢ２画素が配置されている。
　図３７に示した例では、Ｗ画素が多く配置されているため、Ｗ画素の一部が、ＭＳ画素に置き換えられた配置を示している。Ｗ画素は、輝度値の補正などに用いられるが、Ｇ画素も、同様に、輝度値の補正などに用いることができる。そこで、図示はしないが、Ｇ画素の一部を、ＭＳ画素に置き換えた配置としても良い。例えば、Ｇ４画素のところを、ＭＳ画素としても良い。
　このようにＷ画素と組み合わせた色配置の場合も、上記した実施の形態を適用し、ＲＧＢ画素の色再現度を向上させ、マルチスペクトル画素からの信号の波長分解能を向上させることができる。
　なお、上記した色配置は、一例であり、限定を示す記載ではない。本技術は、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、Ｗ画素などの画素と、マルチスペクトル画素（ＭＳ画素）を組み合わせる場合に適用できる。
　また、上記した実施の形態においては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を例に挙げて説明したが、Ｙ（黄）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）などの色を扱う場合にも、本技術は適用できる。すなわちＲＧＢ空間、ＹＣｂＣｒ空間などの色空間や、他の色空間であっても、本技術を適用することはでき、色空間に適した処理（例えば、式（７）に基づく演算）が実行される。
　本技術によれば、ＲＧＢ画素の色再現度を向上させ、マルチスペクトル画素からの信号の波長分解能を向上させることができる。
　また、マルチスペクトル画素は、画像を生成するための信号を得る画素として用いることができ、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素などの通常画素と同等に扱うことができる。すなわち、マルチスペクトル画素を埋め込んだとしても、通常画素の画素数が減少し、解像度が低減するということを防ぐことができる。
　本技術は、金属薄膜フィルタとして、ホールアレイ型のプラズモンフィルタや、ドットアレイ型のプラズモンフィルタを用いることができる。
　また、本技術は、上述した裏面照射型のＣＭＯＳイメージセンサだけでなく、プラズモンフィルタを用いる他の撮像素子に適用することが可能である。例えば、表面照射型のＣＭＯＳイメージセンサ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、有機光電変換膜や量子ドット構造などを内包したフォトコンダクタ構造のイメージセンサ等に、本技術を適用することができる。
　また、本技術は、例えば、図３８に示される積層型の固体撮像装置に適用することが可能である。
　図３８のＡは、非積層型の固体撮像装置の概略構成例を示している。固体撮像装置１０１０は、図３８のＡに示すように、１枚のダイ（半導体基板）１０１１を有する。このダイ１０１１には、画素がアレイ状に配置された画素領域１０１２と、画素の駆動その他の各種の制御を行う制御回路１０１３と、信号処理するためのロジック回路１０１４とが搭載されている。
　図３８のＢ及び図３８のＣは、積層型の固体撮像装置の概略構成例を示している。固体撮像装置１０２０は、図３８のＢ及び図３８のＣに示すように、センサダイ１０２１とロジックダイ１０２２との２枚のダイが積層され、電気的に接続されて、１つの半導体チップとして構成されている。
　図３８のＢでは、センサダイ１０２１には、画素領域１０１２と制御回路１０１３が搭載され、ロジックダイ１０２２には、信号処理を行う信号処理回路を含むロジック回路１０１４が搭載されている。
　図３８のＣでは、センサダイ１０２１には、画素領域１０１２が搭載され、ロジックダイ１０２４には、制御回路１０１３及びロジック回路１０１４が搭載されている。
　さらに、本技術は、プラズモンフィルタ以外の金属薄膜を用いた金属薄膜フィルタに適用することができ、また応用例として、半導体材料を用いたフォトニック結晶や、ファブリーペロー干渉型フィルタへの適用の可能性も考えられる。
　＜応用例＞
　次に、本技術の応用例について説明する。
　＜本技術の応用例＞
　例えば、本技術は、図３９に示されるように、可視光や、赤外光、紫外光、Ｘ線等の光をセンシングする様々なケースに応用することができる。
　・デジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
　・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
　・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
　・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
　・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
　・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供され装置
　・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
　・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
　以下、より具体的な応用例について説明する。
　例えば、図１の撮像装置１０の各画素５１の狭帯域フィルタＮＢの透過帯域を調整することにより、撮像装置１０の各画素５１が検出する光の波長帯域（以下、検出帯域と称する）を調整することができる。そして、各画素５１の検出帯域を適切に設定することにより、撮像装置１０を様々な用途に用いることができる。
　例えば、図４０は、食品のうまみや鮮度を検出する場合の検出帯域の例が示されている。
　例えば、マグロや牛肉等のうまみ成分を示すミオグロビンを検出する場合の検出帯域のピーク波長は５８０～６３０ｎｍの範囲内であり、半値幅は３０～５０ｎｍの範囲内である。マグロや牛肉等の鮮度を示すオレイン酸を検出する場合の検出帯域のピーク波長は９８０ｎｍであり、半値幅は５０～１００ｎｍの範囲内である。小松菜などの葉物野菜の鮮度を示すクロロフィルを検出する場合の検出帯域のピーク波長は６５０～７００ｎｍの範囲内であり、半値幅は５０～１００ｎｍの範囲内である。
　図４１は、果物の糖度や水分を検出する場合の検出帯域の例が示されている。
　例えば、メロンの一品種であるらいでんの糖度を示す果肉光路長を検出する場合の検出帯域のピーク波長は８８０ｎｍであり、半値幅は２０～３０ｎｍの範囲内である。らいでんの糖度を示すショ糖を検出する場合の検出帯域のピーク波長は９１０ｎｍであり、半値幅は４０～５０ｎｍの範囲内である。メロンの他の品種であるらいでんレッドの糖度を示すショ糖を検出する場合の検出帯域のピーク波長は９１５ｎｍであり、半値幅は４０～５０ｎｍの範囲内である。らいでんレッドの糖度を示す水分を検出する場合の検出帯域のピーク波長は９５５ｎｍであり、半値幅は２０～３０ｎｍの範囲内である。
　りんごの糖度の糖度を示すショ糖を検出する場合の検出帯域のピーク波長は９１２ｎｍであり、半値幅は４０～５０ｎｍの範囲内である。みかんの水分を示す水を検出する場合の検出帯域のピーク波長は８４４ｎｍであり、半値幅は３０ｎｍである。みかんの糖度を示すショ糖を検出する場合の検出帯域のピーク波長は９１４ｎｍであり、半値幅は４０～５０ｎｍの範囲内である。
　図４２は、プラスチックの分別を行う場合の検出帯域の例が示されている。
　例えば、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）を検出する場合の検出帯域のピーク波長は１６６９ｎｍであり、半値幅は３０～５０ｎｍの範囲内である。ＰＳ（Poly Styrene）を検出する場合の検出帯域のピーク波長は１６８８ｎｍであり、半値幅は３０～５０ｎｍの範囲内である。ＰＥ（Poly Ethylene）を検出する場合の検出帯域のピーク波長は１７３５ｎｍであり、半値幅は３０～５０ｎｍの範囲内である。ＰＶＣ（Poly Vinyl Cloride）を検出する場合の検出帯域のピーク波長は１７１６～１７２６ｎｍの範囲内であり、半値幅は３０～５０ｎｍの範囲内である。ＰＰ（Polyepropylene）を検出する場合の検出帯域のピーク波長は１７１６～１７３５ｎｍの範囲内であり、半値幅は３０～５０ｎｍの範囲内である。
　また、例えば、本技術は、切り花の鮮度管理に適用することができる。
　さらに、例えば、本技術は、食品に混入している異物検査に適用することができる。例えば、本技術は、アーモンド、ブルーベリー、クルミ等のナッツや果物類に混入している皮、殻、石、葉、枝、木片等の異物の検出に適用することができる。また、例えば、本技術は、加工食品や飲料等に混入しているプラスチック片等の異物の検出に適用することができる。
　さらに、例えば、本技術は、植生の指標であるＮＤＶＩ（Normalized Difference Vegetation Index）の検出に適用することができる。
　また、例えば、本技術は、人の肌のヘモグロビン由来の波長５８０ｎｍ付近の分光形状、及び、人肌に含まれるメラニン色素由来の波長９６０ｎｍ付近の分光形状のどちらか一方、又は、両者に基づいて、人の検出に適用することができる。
　さらに、例えば、本技術は、生体検知（生体認証）、ユーザインタフェース、サイン等の偽造防止及び監視等に適用することができる。
　＜内視鏡手術システムへの応用例＞
　また、例えば、本開示に係る技術（本技術）は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
　図４３は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
　図４３では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
　内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
　鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
　カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ: Camera Control Unit）１１２０１に送信される。
　ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
　表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
　光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
　入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
　処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
　なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
　また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
　また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Narrow Band Imaging）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ICG）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
　図４４は、図４３に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
　カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
　レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
　撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（dimensional）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
　また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
　駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
　通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
　また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
　なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Auto Exposure）機能、ＡＦ（Auto Focus）機能及びＡＷＢ（Auto White Balance）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
　カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
　通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
　また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
　画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
　制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
　また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
　カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
　ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、カメラヘッド１１１０２や、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２に適用され得る。具体的には、例えば、図１の撮像素子１２を、撮像部１１４０２に適用することができる。撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、より詳細かつ高精度な術部画像を得ることができるため、術者が術部を確実に確認することが可能になる。
　なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
　＜移動体への応用例＞
　また、例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
　図４５は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
　車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図４５に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（Interface）１２０５３が図示されている。
　駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
　ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
　車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
　撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
　車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
　マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
　音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図４５の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
　図４６は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図４６では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。
　撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２、１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
　なお、図４６には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０km/h以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、例えば、図１の撮像装置１０を撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、例えば、車外の情報をより詳細かつ高精度に取得することができ、自動運転の安全性の向上等を実現することができる。
　なお、本技術の実施形態は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　第１の周波数帯域の光を透過させる金属薄膜フィルタを備えた第１の画素と、
　前記第１の周波数帯域よりも広い第２の周波数帯域の光を透過させるカラーフィルタを備えた第２の画素と
　を備えた撮像素子。
（２）
　異なる前記第１の周波数帯域の光を透過させる金属薄膜フィルタを備えた複数の第１の画素からのそれぞれの信号から、第３の周波数帯域の信号を生成する
　前記（１）に記載の撮像素子。
（３）
　前記第３の周波数帯域は、赤色の周波数帯域である
　前記（２）に記載の撮像素子。
（４）
　前記第３の周波数帯域は、青色の周波数帯域である
　前記（２）または（３）に記載の撮像素子。
（５）
　前記第３の周波数帯域の信号と、前記第２の画素からの信号を用いて、カラー画像用の信号を生成する
　前記（２）乃至（４）のいずれかに記載の撮像素子。
（６）
　前記第３の周波数帯域の信号と、前記第２の画素からの信号を用いて、マルチスペクトル画像用の信号を生成する
　前記（２）乃至（５）のいずれかに記載の撮像素子。
（７）
　前記第１の画素は、前記第３の周波数帯域を複数の周波数帯域に分割し、それぞれの周波数帯域の光を受光する画素である
　前記（２）乃至（６）のいずれかに記載の撮像素子。
（８）
　前記第２の周波数帯域は、緑色の周波数帯域である
　前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の撮像素子。
（９）
　前記第２の周波数帯域は、白色の周波数帯域である
　前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の撮像素子。
（１０）
　前記金属薄膜フィルタは、プラズモン共鳴体により構成されている
　前記（１）乃至（９）のいずれかに記載の撮像素子。
（１１）
　前記金属薄膜フィルタは、ホールアレイ構造のプラズモンフィルタである
　前記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の撮像素子。
（１２）
　前記金属薄膜フィルタは、ドットアレイ構造のプラズモンフィルタである
　前記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の撮像素子。
（１３）
　前記金属薄膜フィルタは、ファブリーペロー干渉型フィルタである
　前記（１）に記載の撮像素子。
（１４）
　撮像素子と、
　前記撮像素子から出力される信号を処理する信号処理部と
　を備え、
　前記撮像素子は、
　第１の周波数帯域の光を透過させる金属薄膜フィルタを備えた第１の画素と、
　前記第１の周波数帯域よりも広い第２の周波数帯域の光を透過させるカラーフィルタを備えた第２の画素と
　を備える
　電子機器。
　１０　撮像装置，　１１　光学系，　１２，１２Ａ乃至１２Ｃ　撮像素子，　１４　信号処理部，　３１　画素アレイ，　５１　画素，　６１　フォトダイオード，　１０１　オンチップマイクロレンズ，　１０２　層間膜，　１０３　狭帯域フィルタ層，　１０４　層間膜，　１０５　光電変換素子層，　１０６　信号配線層，　１０７　カラーフィルタ層，　１０８　フィルタ層，　１２１Ａ乃至１２１Ｄ　プラズモンフィルタ，　１３１Ａ乃至１３１Ｃ　導体薄膜，　１３２Ａ乃至１３２Ｃ’　ホール，　１３３Ａ，１３３Ｂ　ドット，　１３４Ａ，１３４Ｂ　誘電体層,　１５１　プラズモンフィルタ,　１６１Ａ　動体薄膜，　１６２　ＳｉＯ２膜，　１６３　ＳｉＮ膜，　１６４　ＳｉＯ２基板，　２０３，２２１　半導体チップ，　４０１　マルチスペクトル信号取得部，　４０２　信号ＲＢ生成部，　４０３　信号Ｇ取得部，　４０４　信号生成部

Claims (14)

  1. 　第１の周波数帯域の光を透過させる金属薄膜フィルタを備えた第１の画素と、
    　前記第１の周波数帯域よりも広い第２の周波数帯域の光を透過させるカラーフィルタを備えた第２の画素と
    　を備えた撮像素子。
  2. 　異なる前記第１の周波数帯域の光を透過させる金属薄膜フィルタを備えた複数の第１の画素からのそれぞれの信号から、第３の周波数帯域の信号を生成する
    　請求項１に記載の撮像素子。
  3. 　前記第３の周波数帯域は、赤色の周波数帯域である
    　請求項２に記載の撮像素子。
  4. 　前記第３の周波数帯域は、青色の周波数帯域である
    　請求項２に記載の撮像素子。
  5. 　前記第３の周波数帯域の信号と、前記第２の画素からの信号を用いて、カラー画像用の信号を生成する
    　請求項２に記載の撮像素子。
  6. 　前記第３の周波数帯域の信号と、前記第２の画素からの信号を用いて、マルチスペクトル画像用の信号を生成する
    　請求項２に記載の撮像素子。
  7. 　前記第１の画素は、前記第３の周波数帯域を複数の周波数帯域に分割し、それぞれの周波数帯域の光を受光する画素である
    　請求項２に記載の撮像素子。
  8. 　前記第２の周波数帯域は、緑色の周波数帯域である
    　請求項１に記載の撮像素子。
  9. 　前記第２の周波数帯域は、白色の周波数帯域である
    　請求項１に記載の撮像素子。
  10. 　前記金属薄膜フィルタは、プラズモン共鳴体により構成されている
    　請求項１に記載の撮像素子。
  11. 　前記金属薄膜フィルタは、ホールアレイ構造のプラズモンフィルタである
    　請求項１に記載の撮像素子。
  12. 　前記金属薄膜フィルタは、ドットアレイ構造のプラズモンフィルタである
    　請求項１に記載の撮像素子。
  13. 　前記金属薄膜フィルタは、ファブリーペロー干渉型フィルタである
    　請求項１に記載の撮像素子。
  14. 　撮像素子と、
    　前記撮像素子から出力される信号を処理する信号処理部と
    　を備え、
    　前記撮像素子は、
    　第１の周波数帯域の光を透過させる金属薄膜フィルタを備えた第１の画素と、
    　前記第１の周波数帯域よりも広い第２の周波数帯域の光を透過させるカラーフィルタを備えた第２の画素と
    　を備える
    　電子機器。
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