專(zhuān)利名稱(chēng)：攝像元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備受光元件的攝像元件。
背景技術(shù)：
受光元件將光變換為電信號(hào)。例如，CMOS或CCD等受光元件在人的視覺(jué)靈敏度段、即可視光波長(zhǎng)范圍(例如400nm-700nm的波段)以外的區(qū)域中也具有高的靈敏度，尤其是在波長(zhǎng)比可視光波段長(zhǎng)的波段(下面稱(chēng)為‘紅外段’。例如700nm-1200nm的波段)下也具有高的靈敏度。
在受光元件的光入射側(cè)，配置用于從入射光中抽取特定色分量的有機(jī)濾色鏡。受光元件經(jīng)由有機(jī)濾色鏡來(lái)接收入射光。由于有機(jī)濾色鏡對(duì)入射光執(zhí)行色分離，所以構(gòu)成觀測(cè)對(duì)象的色分量由受光元件觀測(cè)到。
但是，由于有機(jī)濾色鏡不具有紅外線截止功能，所以難以在紅外段中執(zhí)行色分離。
為了防止紅外段中的光被觀測(cè)到，有時(shí)在受光元件的光入射側(cè)，配置由無(wú)機(jī)多層膜構(gòu)成的反射型紅外線截止濾光器與紅外線吸收型紅外線截止濾光器，合用于照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)中。
圖35是表示反射型紅外線截止濾光器與吸收型紅外線截止濾光器中、波長(zhǎng)與透過(guò)率的關(guān)系一例的曲線。
反射型紅外線截止濾光器通過(guò)在玻璃板上形成無(wú)機(jī)多層膜來(lái)構(gòu)成。
吸收型紅外線截止濾光器利用染料或銅離子來(lái)吸收紅外線。另外，紅外線吸收型紅外線截止濾光器中有使用包含金屬離子的玻璃的類(lèi)型、使用有機(jī)染料類(lèi)的類(lèi)型等多個(gè)種類(lèi)。
由無(wú)機(jī)多層膜構(gòu)成的反射型紅外線截止濾光器對(duì)垂直于濾光器面方向的入射光具有高的紅外線截止功能，但對(duì)于傾斜入射等有角度的紅外線則難以實(shí)現(xiàn)充分的截止功能。
因此，為了彌補(bǔ)無(wú)機(jī)多層膜構(gòu)成的反射型紅外線截止濾光器的截止功能，使紅外線的傾斜入射或再入射的影響降低，將紅外線吸收型紅外線截止濾光器與無(wú)機(jī)多層膜構(gòu)成的反射型紅外線截止濾光器合用。
若比較反射型紅外線截止濾光器與吸收型紅外線截止濾光器，則吸收型紅外線截止濾光器的價(jià)格比反射型紅外線截止濾光器低。另外，如上所述，吸收型紅外線截止濾光器對(duì)有角度的入射光的紅外線截止性能，比反射型紅外線截止濾光器的好。
因此，與反射型紅外線截止濾光器相比，通常更傾向于利用吸收型紅外線截止濾光器。
作為現(xiàn)有的攝像元件，有具備色純度修正濾光器的固體攝像元件，其具有通過(guò)選擇性地截止紅色光與綠色光的邊界和/或綠色光與藍(lán)色光的邊界處的特定波段光來(lái)修正色純度的功能，和截止紅外線的功能(例如日本特開(kāi)2000-19322號(hào)公報(bào)下面稱(chēng)為專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
另外，作為現(xiàn)有的攝像元件，有如下照相機(jī)攝像元件，即配合使紅外光段的透過(guò)率大幅度減少、使可視光段的光透過(guò)的紅外線吸收劑，賦予紅外截止能力，在攝像元件主體前面配置光譜濾光器(例如日本特開(kāi)昭63-73204號(hào)公報(bào)下面稱(chēng)為專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。
但是，在使用吸收型紅外線截止濾光器的情況下，吸收型紅外線截止濾光器的厚度為1-3mm左右，所以有時(shí)照相機(jī)小型化等很困難。
另外，作為照相機(jī)部件，在透鏡系統(tǒng)中組裝紅外線截止濾光器的情況下，有時(shí)難以削減成本。
上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1和專(zhuān)利文獻(xiàn)2的攝像元件具備覆蓋攝像元件主體前面整體的紅外線截止濾光器。因此，有時(shí)對(duì)攝像元件中配備的全部受光元件截止紅外線，在基于受光元件的觀測(cè)與人的視覺(jué)靈敏度之間產(chǎn)生差異。
例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，如該文獻(xiàn)2的圖2和圖10所示，紅外線截止濾光器還會(huì)吸收人的可視光波段550nm-700nm的光。這樣，若對(duì)攝像元件中配備的全部受光元件截止紅外線，則有時(shí)綠的靈敏度、尤其是紅的靈敏度下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明第1例的攝像元件，具備濾光器，用于抽取入射光中特定的色分量；受光元件，經(jīng)由所述濾光器來(lái)觀測(cè)所述入射光；修正濾光器，在可視光波段下具有抑制透過(guò)特性、在波長(zhǎng)比所述可視光波段長(zhǎng)的一側(cè)波段中具有透過(guò)特性；和修正受光元件，為了修正所述受光元件得到的觀測(cè)結(jié)果，經(jīng)由所述修正濾光器來(lái)觀測(cè)所述入射光。
由此，可從受光元件得到的觀測(cè)結(jié)果中，去除修正受光元件得到的觀測(cè)結(jié)果，可高精度地求出僅可視光波段的觀測(cè)結(jié)果。
本發(fā)明的第2例中，所述濾光器具備用于抽取綠分量的綠濾光器；用于抽取藍(lán)分量的藍(lán)濾光器；和用于抽取紅分量的紅濾光器，所述受光元件具備經(jīng)由所述綠濾光器來(lái)觀測(cè)所述入射光的綠受光元件；經(jīng)由所述藍(lán)濾光器來(lái)觀測(cè)所述入射光的藍(lán)受光元件；和經(jīng)由所述紅濾光器來(lái)觀測(cè)所述入射光的紅受光元件。
本發(fā)明的第3例中，所述修正濾光器為將用于抽取綠分量的第1濾光器元件與用于抽取藍(lán)分量的第2濾光器元件中的至少之一、與用于抽取紅分量的第3濾光器元件重合來(lái)構(gòu)成。
這樣，通過(guò)層疊多個(gè)濾光器元件，可在可視光波段下抑制透過(guò)率，實(shí)現(xiàn)在紅外段下高透過(guò)的修正濾光器，可使用經(jīng)由該修正濾光器觀測(cè)入射光的修正受光元件得到的觀測(cè)結(jié)果，來(lái)修正受光元件得到的觀測(cè)結(jié)果。
本發(fā)明的第4例中，重合所述第1濾光器元件與所述第3濾光器元件來(lái)構(gòu)成所述修正濾光器。
本發(fā)明的第5例中，重合所述第2濾光器元件與所述第3濾光器元件來(lái)構(gòu)成所述修正濾光器。
在該第4與第5例中，具體特定修正濾光器的構(gòu)成。
本發(fā)明的第6例中，調(diào)整所述濾光器的透過(guò)率與所述修正濾光器的透過(guò)率，使波長(zhǎng)比可視光波段長(zhǎng)的一側(cè)的透過(guò)率為相同水平。
本發(fā)明的第7例中，所述綠濾光器與所述第1濾光器元件在波長(zhǎng)比所述可視光波段長(zhǎng)的一側(cè)的部分波段下具有抑制透過(guò)特性。
本發(fā)明的第8例中，所述綠濾光器與所述第1濾光器元件具有抑制波長(zhǎng)比所述可視光波段長(zhǎng)的一側(cè)波段中的透過(guò)率上升部分的特性。
本發(fā)明的第9例中，所述綠濾光器與所述第1濾光器元件具有抑制包含波長(zhǎng)780nm的波段中的透過(guò)率的特性。
由此，可防止基于紅外段中透過(guò)率上升部的綠分量的觀測(cè)精度下降。
本發(fā)明的第10例中，所述綠濾光器、所述藍(lán)濾光器、所述紅濾光器、所述修正濾光器配置成網(wǎng)眼狀，形成面，并形成色分離的一單位。
由此，可適當(dāng)配置濾光器與修正濾光器。
本發(fā)明的第11例中，所述綠濾光器、所述藍(lán)濾光器、所述紅濾光器、所述修正濾光器的面積比為4∶2∶2∶1。
由此，可通過(guò)僅稍變更現(xiàn)有的圖像處理軟件，對(duì)該攝像元件適用變更后的現(xiàn)有的圖像處理軟件。
本發(fā)明的第12例中，所述色分離單位包含光譜特性不同的多種所述修正濾光器。
由此，可利用經(jīng)由特性不同的多個(gè)修正濾光器觀測(cè)到的結(jié)果，修正受光元件得到的觀測(cè)結(jié)果，可高精度地進(jìn)行入射光的觀測(cè)。
本發(fā)明的第13例中，還具備抑制部，該抑制部配置于所述受光元件與所述修正受光元件的光入射側(cè)，對(duì)波長(zhǎng)比所述可視光波段長(zhǎng)的一側(cè)的部分波段具有抑制透過(guò)特性。
本發(fā)明的第14例中，所述抑制部具有抑制波長(zhǎng)比所述可視光波段長(zhǎng)的一側(cè)波段中的透過(guò)率上升部的特性。
本發(fā)明的第15例中，所述抑制部具有抑制包含波長(zhǎng)780nm的波段中的透過(guò)率的特性。
由此，可防止在紅外段中檢測(cè)綠分量，防止綠分量的觀測(cè)精度下降，可使入射光的觀測(cè)精度提高。
本發(fā)明的第16例中，所述抑制部是配備在所述入射光的入射面中的透鏡。
由此，可使攝像元件的下層部的厚度比透鏡薄，改善顯色性，得到可明亮觀測(cè)的攝像元件。
本發(fā)明的第17例中，所述攝像元件根據(jù)所述受光元件得到的觀測(cè)結(jié)果與所述修正受光元件得到的觀測(cè)結(jié)果之差，求出所述特定的色分量的觀測(cè)結(jié)果。
由此，可高精度地僅觀測(cè)入射光中可視光波段下的分量。
本發(fā)明第18例的攝像元件具備濾光器，通過(guò)光學(xué)重疊用于抽取入射光中綠分量的第1濾光器元件和用于抽取藍(lán)分量的第2濾光器元件中的至少之一、與用于抽取紅分量的第3濾光器元件來(lái)構(gòu)成；和受光元件，經(jīng)由所述濾光器來(lái)觀測(cè)所述入射光。
該攝像元件例如可用于紅外線傳感器。
本發(fā)明的第19例中，還具備運(yùn)算部，從由所述綠受光元件觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值中，減去由所述修正受光元件觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值，求出修正后的綠觀測(cè)數(shù)據(jù)值，從由所述藍(lán)受光元件觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值中，減去由所述修正受光元件觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值，求出修正后的藍(lán)觀測(cè)數(shù)據(jù)值，從由所述紅受光元件觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值中，減去由所述修正受光元件觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值，求出修正后的紅觀測(cè)數(shù)據(jù)值。
本發(fā)明的第20例中，所述修正濾光器通過(guò)多個(gè)色的光學(xué)重疊來(lái)形成。
本發(fā)明的第21例中，所述修正濾光器通過(guò)混合多個(gè)色料來(lái)形成。
本發(fā)明的第22例中，所述修正濾光器通過(guò)層疊多個(gè)色的濾光器來(lái)形成。
本發(fā)明的第23例中，所述攝像元件還具備運(yùn)算部，從由所述紅受光元件觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值中，減去由所述修正受光元件觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值，并求出表示所述入射光的可視光波段強(qiáng)度的數(shù)據(jù)值。
本發(fā)明的第24例中，所述濾光器具備用于抽取黃分量的黃濾光器；用于抽取品紅分量的品紅濾光器；和用于抽取青分量的青濾光器，所述受光元件具備經(jīng)由所述黃濾光器來(lái)觀測(cè)所述入射光的黃受光元件；經(jīng)由所述品紅濾光器來(lái)觀測(cè)所述入射光的品紅受光元件；和經(jīng)由所述青濾光器來(lái)觀測(cè)所述入射光的青受光元件。
本發(fā)明的第25例中，所述修正濾光器通過(guò)光學(xué)重疊青分量與紅分量來(lái)形成。
本發(fā)明的第26例中，所述修正濾光器通過(guò)光學(xué)重疊紫分量與紅分量來(lái)形成。
本發(fā)明的第27例中，所述黃濾光器、所述品紅濾光器、所述青濾光器、所述修正濾光器配置成網(wǎng)眼狀，形成面，并形成色分離的一單位。
本發(fā)明的第28例中，所述攝像元件還具備透鏡，該透鏡配置于所述濾光器和所述修正濾光器的光入射側(cè)，抑制與可視光波段之間的邊界側(cè)的紅外段中的透過(guò)率。
本發(fā)明的第29例中，所述攝像元件還具備樹(shù)脂層，該樹(shù)脂層配置于所述濾光器和所述修正濾光器的光入射側(cè)與光射出側(cè)中至少之一，抑制與可視光波段之間的邊界側(cè)的紅外段中的透過(guò)率。
本發(fā)明的第30例中，在所述黃濾光器與所述品紅濾光器中，加入抑制與可視光波段之間的邊界側(cè)的紅外段中的透過(guò)率的色料。
本發(fā)明的第31例中，所述攝像元件還具備遮光膜，用于抑制所述入射光中、未直接入射到所述受光元件的光的反射。
本發(fā)明的第32例中，所述攝像元件還具備配置所述受光元件的基板，所述遮光膜被配備于作為所述基板的所述入射光的入射側(cè)面的、除使所述入射光入射到所述受光元件的區(qū)域之外的其它區(qū)域中。
本發(fā)明的第33例中，所述遮光膜在可視光波段下具有抑制透過(guò)特性。


圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的攝像元件中3色光譜濾光器與修正濾光器的配置狀態(tài)一例的正面圖。
圖2是表示第1實(shí)施方式的攝像元件截面第1例的圖。
圖3是表示第1實(shí)施方式的攝像元件截面第2例的圖。
圖4是表示第1實(shí)施方式的各色光譜濾光器的透過(guò)率與波長(zhǎng)的關(guān)系一例的曲線。
圖5是表示第1實(shí)施方式的修正濾光器的透過(guò)率與波長(zhǎng)的關(guān)系一例的曲線。
圖6是表示第1實(shí)施方式的樹(shù)脂層的透過(guò)率與波長(zhǎng)的關(guān)系一例的曲線。
圖7是表示第1實(shí)施方式中、在光譜濾光器和修正濾光器中組合了樹(shù)脂層時(shí)的透過(guò)率與波長(zhǎng)的關(guān)系一例的曲線。
圖8是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的攝像元件中各色光譜濾光器與修正濾光器的配置狀態(tài)一例的正面圖。
圖9是表示第3實(shí)施方式的攝像元件截面一例的圖。
圖10是表示第3實(shí)施方式的修正濾光器的透過(guò)率與波長(zhǎng)的關(guān)系一例的曲線。
圖11是表示第3實(shí)施方式中、在光譜濾光器和修正濾光器中組合了樹(shù)脂層時(shí)的透過(guò)率與波長(zhǎng)的關(guān)系一例的曲線。
圖12是表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的攝像元件中的象素面積比一例的正面圖。
圖13是表示本發(fā)明第5實(shí)施方式的攝像元件截面一例的圖。
圖14是表示本發(fā)明第6實(shí)施方式的攝像元件截面一例的圖。
圖15是表示本發(fā)明第7實(shí)施方式的攝像元件中濾光器的配置狀態(tài)一例的正面圖。
圖16是表示第7實(shí)施方式的攝像元件一例的截面圖。
圖17是表示具備一層構(gòu)造的修正濾光器的攝像元件一例的截面圖。
圖18是表示黃濾光器、品紅濾光器、青濾光器的光譜透過(guò)率一例的曲線。
圖19是表示第7實(shí)施方式的修正濾光器的光譜透過(guò)率一例的曲線。
圖20是表示第7實(shí)施方式的攝像元件的光譜透過(guò)率一例的曲線。
圖21是表示第7實(shí)施方式的攝像元件中使用的紅外線吸收劑的光譜透過(guò)率一例的曲線。
圖22是表示使第7實(shí)施方式的攝像元件的光譜透過(guò)率與紅外線吸收劑的光譜透過(guò)率相乘后的光譜特性一例的曲線。
圖23是表示本發(fā)明第8實(shí)施方式的修正濾光器截面第1例的圖。
圖24是表示紫濾光器的光譜特性一例的曲線。
圖25是表示利用紫與紅的光學(xué)重疊所形成的修正濾光器的光譜特性的曲線。
圖26是表示本發(fā)明第9實(shí)施方式的攝像元件截面一例的圖。
圖27是表示本發(fā)明第10實(shí)施方式的攝像元件一例的截面圖。
圖28是表示第10實(shí)施方式的攝像元件的制造過(guò)程的第1工序?qū)嵗慕孛鎴D。
圖29是表示第10實(shí)施方式的攝像元件的制造過(guò)程的第2工序?qū)嵗慕孛鎴D。
圖30是表示第10實(shí)施方式的攝像元件的制造過(guò)程的第3工序?qū)嵗慕孛鎴D。
圖31是表示第10實(shí)施方式的攝像元件的制造過(guò)程的第4工序?qū)嵗慕孛鎴D。
圖32是表示第10實(shí)施方式的攝像元件的制造過(guò)程的第5工序?qū)嵗慕孛鎴D。
圖33是表示本發(fā)明第11實(shí)施方式的攝像元件中具備的遮光膜的配置狀態(tài)第1例的正面圖。
圖34是表示第11實(shí)施方式的攝像元件中具備的遮光膜的配置狀態(tài)第2例的截面圖。
圖35是表示反射型紅外線截止濾光器與吸收型紅外線截止濾光器的波長(zhǎng)與透過(guò)率的關(guān)系一例的曲線。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，在下面的說(shuō)明中，向相同要素附加相同符號(hào)，省略其說(shuō)明。
(第1實(shí)施方式)
在本實(shí)施方式中，說(shuō)明例如數(shù)碼相機(jī)、便攜電話、攝像機(jī)、線性傳感器、掃描儀等中配備的攝像元件。
在本實(shí)施方式中，攝像元件在受光元件的光入射側(cè)，配置濾色鏡，可觀測(cè)觀測(cè)對(duì)象的色分量。
在本實(shí)施方式中，說(shuō)明除為了抽取入射光中綠(Green)、藍(lán)(Blue)、紅(Red)各色分量所使用的光譜濾光器外、還具備紅外段的透過(guò)率比可視光波段的透過(guò)率高的修正濾光器的攝像元件。
修正濾光器的光譜特性在可視光波段下具有抑制透過(guò)特性，在紅外段下具有透過(guò)特性。
圖1是表示本實(shí)施方式的攝像元件中3色光譜濾光器與修正濾光器的配置狀態(tài)一例的正面圖。在該圖1中，表示從光入射側(cè)看的狀態(tài)實(shí)例。
圖2是表示攝像元件截面第1例的圖。在該圖2中，表示上述圖1的I-I截面。
圖3是表示攝像元件截面第2例的圖。在該圖3中，表示上述圖1的II-II截面。
攝像元件1中具備的光譜濾光器2G、2B、2R分別是用于抽取入射光的綠分量、藍(lán)分量、紅分量的濾色鏡。
修正濾光器2Blk是紅外段的透過(guò)率比可視光波段的透過(guò)率高的光譜濾光器。即，修正濾光器2Blk在可視光波段下具有抑制透過(guò)特性，在紅外段下具有透過(guò)特性。在本實(shí)施方式中，修正濾光器2Blk的透過(guò)率在波長(zhǎng)比可視光波段長(zhǎng)的一側(cè)，為與其它光譜濾光器2G、2B、2R的透過(guò)率大致相同的水平(相同或近似)。
修正濾光器2Blk由于在可視光波段下具有抑制透過(guò)特性(低透過(guò)特性)，所以在目視下為黑色。
修正濾光器2Blk通過(guò)光學(xué)重疊多個(gè)色料(顏料、色素等)來(lái)形成。
作為光學(xué)重疊的具體實(shí)現(xiàn)方法，有利用多個(gè)顏色的濾光器的層疊構(gòu)造實(shí)現(xiàn)的方法、利用混合了多個(gè)色料后的著色樹(shù)脂的單層構(gòu)造實(shí)現(xiàn)的方法等。為了調(diào)整顏色或透過(guò)率，也可使用2色以上的色料。
在本實(shí)施方式中，修正濾光器2Blk構(gòu)成為層疊用于抽取綠分量的濾光器元件2g、和用于抽取紅分量的濾光器元件2r。在本實(shí)施方式中，濾光器元件2g、2r分別與光譜濾光器2G、2R一樣。
另外，受光元件與濾光器的一對(duì)一組合相當(dāng)于象素。光譜濾光器2G、2B、2R分別相當(dāng)于綠象素、藍(lán)象素、紅象素，修正濾光器2Blk相當(dāng)于黑象素。
例如，在光譜濾光器2G的色料中，可使用混合了有機(jī)顏料C.I.顏料黃139、C.I.顏料綠36、C.I.顏料藍(lán)15:6的色料。
例如，在光譜濾光器2B的色料中，可使用混合了有機(jī)顏料C.I.顏料藍(lán)15:6、C.I.顏料紫23的色料。
例如，在光譜濾光器2R的色料中，可使用混合了有機(jī)顏料C.I.顏料橙71、C.I.顏料黃139的色料。
受光元件3G、3B、3R分別經(jīng)由光譜濾光器2G、2B、2R來(lái)觀測(cè)入射光，求出綠的觀測(cè)數(shù)據(jù)值、藍(lán)的觀測(cè)數(shù)據(jù)值、紅的觀測(cè)數(shù)據(jù)值。
修正受光元件3Blk為了觀測(cè)用于修正受光元件3G、3B、3R觀測(cè)到的綠的觀測(cè)數(shù)據(jù)值、藍(lán)的觀測(cè)數(shù)據(jù)值、紅的觀測(cè)數(shù)據(jù)值的修正數(shù)據(jù)值，經(jīng)由修正濾光器2Blk來(lái)觀測(cè)入射光，求出修正觀測(cè)數(shù)據(jù)值。
受光元件3G、3B、3R和修正受光元件3Blk分別是將經(jīng)由光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器2Blk接收到的光變換為電信號(hào)的光電變換元件。
上述圖2、3作為實(shí)例，圖示受光元件3G、3B、3R和修正受光元件3Blk為CCD的情況。但是，也可使用CMOS來(lái)作為受光元件3G、3B、3R和修正受光元件3Blk。
運(yùn)算部17具備綠運(yùn)算部17G、藍(lán)運(yùn)算部17B、紅運(yùn)算部17R。該運(yùn)算部17具有如下功能，即根據(jù)受光元件3G、3B、3R和修正受光元件3Blk得到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值Dg、Db、Dr、Dblk，求出修正后的綠觀測(cè)數(shù)據(jù)值HDg、修正后的藍(lán)觀測(cè)數(shù)據(jù)值HDb、修正后的紅觀測(cè)數(shù)據(jù)值HDr。
綠運(yùn)算部17G從受光元件3G觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值Dg中，減去修正受光元件3Blk觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值Dblk，求出修正后的綠觀測(cè)數(shù)據(jù)值HDg(＝Dg-Dblk)。
藍(lán)運(yùn)算部17B從受光元件3B觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值Db中，減去修正受光元件3Blk觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值Dblk，求出修正后的藍(lán)觀測(cè)數(shù)據(jù)值HDb(＝Db-Dblk)。
紅運(yùn)算部17R從受光元件3R觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值Dr中，減去修正受光元件3Blk觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值Dblk，求出修正后的紅觀測(cè)數(shù)據(jù)值HDr(＝Dr-Dblk)。
受光元件3G、3B、3R和修正受光元件3Blk在半導(dǎo)體基板4的光入射側(cè)的面上，配置成網(wǎng)眼狀。
在配置了受光元件3G、3B、3R和修正受光元件3Blk的半導(dǎo)體基板4的光入射側(cè)，層疊平坦化層5。
在平坦化層5的光入射側(cè)，配置分別對(duì)應(yīng)于受光元件3G、3B、3R和修正受光元件3Blk的光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器2Blk，形成濾光器層6。
即，濾光器層6包含光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器2Blk。由各一個(gè)光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器2Blk來(lái)形成色分離的一單位。
光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器2Blk以對(duì)應(yīng)于受光元件3G、3B、3R和修正受光元件3Blk的方式，鄰接配置成網(wǎng)眼狀，形成面。
在濾光器層6的光入射側(cè)，層疊樹(shù)脂層(平滑化膜)7。
該樹(shù)脂層7在紅外段下具有抑制透過(guò)率的特性，去除(吸收或反射)紅外段的入射光分量。
在本實(shí)施方式中，樹(shù)脂層7具有抑制紅外段中透過(guò)率上升部的特性，例如設(shè)在包含波長(zhǎng)780nm的波段或700nm與800nm之間具有抑制透過(guò)率的特性，具有去除入射光中包含波長(zhǎng)780nm的紅外段的分量的特性。這里，紅外段的透過(guò)率的上升部包含于紅外段的可視光波段與紅外段的邊界側(cè)的波段中。
即，樹(shù)脂層7對(duì)光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器2Blk具有使紅外段的透過(guò)率為相同水平的透過(guò)率調(diào)整功能。
例如，在樹(shù)脂層7中，添加使用酞菁(フタロシアニン)類(lèi)化合物與花青(シアニン)類(lèi)化合物。此時(shí)，可使樹(shù)脂層7具有在780nm附近具有紅外線吸收峰值的紅外線吸收功能。
在樹(shù)脂層7的光入射側(cè)，具備對(duì)應(yīng)于受光元件3G、3B、3R和修正受光元件3Blk的微透鏡(microlens)8。微透鏡8配置成與各光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器2Blk成對(duì)。微透鏡8由丙烯酸樹(shù)脂等形成，提高向受光元件3G、3B、3R和修正受光元件3Blk入射的入射光的聚光性。
在本實(shí)施方式中，光譜濾光器2G、2B、2R的膜厚為1.1微米，光譜濾光器2G、2B、2R的間距為2.6微米，平坦化層5的平均厚度為0.6微米，樹(shù)脂層7的平均厚度為2微米。為了實(shí)現(xiàn)平坦化，在平坦化層5與樹(shù)脂層7中，具有厚的部分與薄的部分。
圖4是表示各色光譜濾光器2G、2B、2R的透過(guò)率與波長(zhǎng)的關(guān)系(光譜特性)一例的曲線。
在該圖4中，圖示從400nm至1200nm的各波長(zhǎng)下的光的透過(guò)率。
在上述圖4中，光譜濾光器2G的透過(guò)率隨著波長(zhǎng)變長(zhǎng)、從640nm附近緩慢上升。
光譜濾光器2B的透過(guò)率隨著波長(zhǎng)變長(zhǎng)、在紅外段800nm附近急劇上升。
一般的受光元件在400nm-1200nm的波段下進(jìn)行觀測(cè)。因此，在現(xiàn)有的攝像元件中，在波長(zhǎng)比可視光波段(例如400nm-700nm)長(zhǎng)的紅外段中，由紅外線截止濾光器截止入射光的紅外段分量，在剩余的可視光波段中，使用光譜濾光器來(lái)進(jìn)行色分離。
相反，在本實(shí)施方式的攝像元件1中，除光譜濾光器2G、2B、2R外，還具備層疊了綠的濾光器元件2g與紅的濾光器元件2r的修正濾光器2Blk。
圖5是表示本實(shí)施方式的修正濾光器2Blk的透過(guò)率與波長(zhǎng)的關(guān)系(光譜特性)一例的曲線。
修正濾光器2Blk的透過(guò)率為上述圖4中的光譜濾光器2G的透過(guò)率與光譜濾光器2R的透過(guò)率之積的值。
該修正濾光器2Blk具有如下特性，即紅外段中的透過(guò)率比可視光波段的高，在可視光波段下抑制透過(guò)率，在紅外段下為高透過(guò)率。即，修正濾光器2Blk在可視光波段下具有抑制透過(guò)特性，在紅外段下具有透過(guò)特性。在本實(shí)施方式中，紅外段下的修正濾光器2Blk的透過(guò)率與其它光譜濾光器2G、2B、2R的透過(guò)率大致相同。
因此，在本實(shí)施方式中，可知通過(guò)從各光譜濾光器2G、2B、2R的透過(guò)率的積分值中，減去修正濾光器2Blk的大約640nm之后的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的透過(guò)率的積分值，可進(jìn)行高精度的色分離。
這里，說(shuō)明綠用的光譜濾光器2G的透過(guò)率。
綠用的光譜濾光器2G的透過(guò)率具有如下特性，即從450nm附近開(kāi)始、隨著波長(zhǎng)變長(zhǎng)，暫時(shí)上升，并在從650nm附近開(kāi)始、隨著波長(zhǎng)變長(zhǎng)，透過(guò)率再次上升。
因此，雖然該長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的透過(guò)率上升區(qū)域(780附近)是紅區(qū)域或紅外段，但綠用的光譜濾光器2G也透過(guò)光。因此，就這樣原樣地，綠用的受光元件3G會(huì)將紅的區(qū)域或紅外段的分量作為綠色分量來(lái)觀測(cè)。
因此，在本實(shí)施方式中，利用樹(shù)脂層7來(lái)抑制綠用光譜濾光器2G下的紅外段的透過(guò)率上升部、即780nm附近(例如700nm-800nm之間)的透過(guò)率。
圖6是表示樹(shù)脂層7的透過(guò)率與波長(zhǎng)的關(guān)系一例的曲線。
通過(guò)重疊該樹(shù)脂層7與綠用光譜濾光器2G，經(jīng)由樹(shù)脂層7與綠用光譜濾光器2G、由綠的受光元件3G觀測(cè)入射光，防止由綠的受光元件3G觀測(cè)紅的波長(zhǎng)區(qū)域或紅外段的分量。
在本實(shí)施方式中，通過(guò)從在各色的光譜濾光器2G、2B、2R中組合了樹(shù)脂層7時(shí)的透過(guò)率的面積(積分值)中減去在修正濾光器2Blk中組合了樹(shù)脂層7時(shí)的透過(guò)率的面積(積分值)，得到各色觀測(cè)用的透過(guò)率，可高精度地色分離。
下面，說(shuō)明本實(shí)施方式的攝像元件1執(zhí)行的觀測(cè)。
受光元件一般在400nm-1200nm左右的光波長(zhǎng)下進(jìn)行觀測(cè)。
其中，認(rèn)為人可感知的可視光波段一般為400nm-700nm左右的區(qū)域。
因此，通過(guò)僅觀測(cè)由各受光元件測(cè)定的光分量中、可視光波段中的分量，可得到更接近人的視覺(jué)的觀測(cè)結(jié)果。
但是，如上述圖4所示，各色光譜濾光器2G、2B、2R即便在波長(zhǎng)比可視光波段長(zhǎng)的波區(qū)域、即紅外段中，也具有高的透過(guò)率。
因此，若原樣由受光元件觀測(cè)由光譜濾光器2G、2B、2R分光后的光，則有時(shí)受光元件還觀測(cè)到入射光分量中人未感知的紅外段中的分量，得到與人的視覺(jué)有偏差的觀測(cè)結(jié)果。
因此，在本實(shí)施方式的攝像元件1中，使用對(duì)紅外段的觀測(cè)結(jié)果，修正受光元件得到的觀測(cè)結(jié)果。
在本實(shí)施方式中，入射光經(jīng)由微透鏡8、樹(shù)脂層7，再經(jīng)由光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器2Blk之一，被受光元件3G、3B、3R和修正受光元件3Blk觀測(cè)。
即，在本實(shí)施方式中，受光元件3G、3B、3R和修正受光元件3Blk得到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值Dg、Db、Dr、Dblk受到樹(shù)脂層7的透過(guò)率的影響，并且分別受到光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器2Blk的透過(guò)率的影響。
具體而言，經(jīng)由樹(shù)脂層7和光譜濾光器2G的入射光的透過(guò)率為樹(shù)脂層7的透過(guò)率和光譜濾光器2G的透過(guò)率之積。
經(jīng)由樹(shù)脂層7和光譜濾光器2B的入射光的透過(guò)率為樹(shù)脂層7的透過(guò)率和光譜濾光器2B的透過(guò)率之積。
經(jīng)由樹(shù)脂層7和光譜濾光器2R的入射光的透過(guò)率為樹(shù)脂層7的透過(guò)率和光譜濾光器2R的透過(guò)率之積。
經(jīng)由樹(shù)脂層7和修正濾光器2Blk的入射光的透過(guò)率為樹(shù)脂層7的透過(guò)率和修正濾光器2Blk的透過(guò)率之積。
圖7是表示在光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器2Blk中組合了樹(shù)脂層7時(shí)的透過(guò)率與波長(zhǎng)的關(guān)系一例的曲線。
在光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器2Blk中組合了樹(shù)脂層7時(shí)的透過(guò)率由于上述圖6所示的樹(shù)脂層7的作用，與上述圖4和圖5的情況相比，在780nm附近的波段中變低。
另外，在光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器2Blk中組合了樹(shù)脂層7的光譜特性在紅外段中變?yōu)榻茽顟B(tài)。
在修正濾光器2Blk中組合了樹(shù)脂層7時(shí)的透過(guò)率在可視光波段下，透過(guò)率極低，在波長(zhǎng)比可視光波段長(zhǎng)的紅外段中，透過(guò)率變高的程度與在各光譜濾光器2G、2B、2R中組合了樹(shù)脂層7時(shí)的一樣。
因此，修正受光元件3Blk可觀測(cè)可視光波段以外的紅外段下的入射光分量。另外，通過(guò)利用修正受光元件3Blk得到的觀測(cè)結(jié)果來(lái)修正受光元件3G、3B、3R得到的觀測(cè)結(jié)果，可得到僅在可視光波段下的各色的觀測(cè)數(shù)據(jù)值。
下面對(duì)以上說(shuō)明的上述本實(shí)施方式的攝像元件1的效果進(jìn)行說(shuō)明。
在本實(shí)施方式中，入射光中包含紅外段中的780nm的區(qū)域的分量被樹(shù)脂層7吸收。
并且，經(jīng)由各色光譜濾光器2G、2B、2R觀測(cè)入射光，并且，在紅外段經(jīng)由高透過(guò)的修正濾光器2Blk來(lái)觀測(cè)入射光。
另外，從經(jīng)由樹(shù)脂層7和各光譜濾光器2G、2B、2R的綠、藍(lán)、紅的觀測(cè)數(shù)據(jù)值中減去經(jīng)由樹(shù)脂層7和修正濾光器2Blk的觀測(cè)數(shù)據(jù)值，進(jìn)行綠、藍(lán)、紅的觀測(cè)數(shù)據(jù)值的修正，求出修正后的綠、藍(lán)、紅的觀測(cè)數(shù)據(jù)值。由此，可高精度地得到入射光中可視光波段下的觀測(cè)數(shù)據(jù)值。
在本實(shí)施方式中，可省略現(xiàn)有照相機(jī)模塊的光學(xué)系統(tǒng)中具備的紅外線截止濾光器，可使透鏡光學(xué)系統(tǒng)和照相機(jī)變薄，可高效且適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行基于受光元件的觀測(cè)。
在使用現(xiàn)有的吸收型紅外線截止濾光器的情況下，有時(shí)在紅、綠靈敏度降低的同時(shí)，顯色性下降。即，在攝像元件的前面整體中具備具有上述圖35所示光譜特性的紅外線截止濾光器的情況下，由于可視光波段550nm-700nm波段的分量也會(huì)被紅外線截止濾光器吸收，所以有時(shí)綠、尤其是紅的靈敏度下降。
另外，在攝像元件的前面整體中具備紅外線截止濾光器的情況下，受到上述圖35的光譜特性的影響，通常具備30萬(wàn)-1000萬(wàn)個(gè)的各個(gè)受光元件有時(shí)損害微妙的紅色再現(xiàn)。
但是，在本實(shí)施方式中，由于也可不使用吸收型紅外線截止濾光器，所以不會(huì)有可視光波段下的靈敏度下降，另外可使顯色性提高，使顏色的再現(xiàn)性提高。
在本實(shí)施方式中，攝像元件1中具備在光的波長(zhǎng)780nm附近的區(qū)域中抑制透過(guò)率的樹(shù)脂層7。
在上述圖4中，波長(zhǎng)比光的波長(zhǎng)640nm長(zhǎng)的一側(cè)的透過(guò)率在綠的光譜濾光器2G與藍(lán)的光譜濾光器2B間有偏差，在780nm左右透過(guò)率的差最大。
但是，在本實(shí)施方式中，通過(guò)由樹(shù)脂層7來(lái)抑制780nm左右波段的透過(guò)率，可在波長(zhǎng)比640nm長(zhǎng)的一側(cè)，使透過(guò)樹(shù)脂層7與綠的光譜濾光器2G的光的透過(guò)率、與透過(guò)樹(shù)脂層7與藍(lán)的光譜濾光器2B的光的透過(guò)率大致相同，可使之與在波長(zhǎng)比640nm長(zhǎng)的一側(cè)透過(guò)樹(shù)脂層7與修正濾光器2Blk的光的透過(guò)率近似。
由此，通過(guò)從基于樹(shù)脂層7與各色光譜濾光器2G、2B、2R的組合的透過(guò)率面積(積分值)中，減去基于樹(shù)脂層7與修正濾光器2Blk的組合的透過(guò)率面積(積分值)，可高精度地色分離。
在使用現(xiàn)有紅外線截止濾光器的情況下，由于從550nm左右開(kāi)始，光被紅外線截止濾光器吸收，所以有時(shí)紅或綠的靈敏度下降，但在本實(shí)施方式中，由于在波長(zhǎng)比可視區(qū)域長(zhǎng)的一側(cè)的波長(zhǎng)比約700nm長(zhǎng)的一側(cè)，進(jìn)行光的吸收，所以可使紅與綠的顯色性提高。
即，在本實(shí)施方式中，由于不必在受光元件的光入射側(cè)配備紅外線截止濾光器，所以可使攝像元件變薄。
另外，在本實(shí)施方式中，由于不必配備紅外線截止濾光器，所以可防止在可視光波段下，入射光的藍(lán)、紅的觀測(cè)結(jié)果因紅外線截止濾光器而受到影響、受光元件對(duì)藍(lán)、紅的觀測(cè)結(jié)果下降，可改善顯色性。
(第2實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，說(shuō)明上述第1實(shí)施方式的變形例。
在上述第1實(shí)施方式中，使紅外段中光譜濾光器2G的透過(guò)率與光譜濾光器2B的透過(guò)率之差下降，為了調(diào)整紅外段下的透過(guò)率，使樹(shù)脂層7具有抑制包含780nm的波段的透過(guò)率的特性。
相反，在本實(shí)施方式中，使綠的光譜濾光器2G自身具有抑制紅外段、即包含780nm的波段的透過(guò)率的特性。由此，可與上述第1實(shí)施方式一樣進(jìn)行色分離。
為了抑制紅外段、即包含波長(zhǎng)780nm的波段的透過(guò)率，也可在綠的光譜濾光器2G中添加有機(jī)顏料。另外，也可在綠的光譜濾光器2G中添加紅外吸收材料。并且，最好在綠的光譜濾光器2G的入射側(cè)或射出側(cè)形成紅外線吸收劑層。
作為紅外線吸收劑，可使用蒽醌(アントラキノン)類(lèi)化合物、酞菁(フタロシアニン)類(lèi)化合物、花青(シアニン)類(lèi)化合物、聚亞甲基(ポリメチレン)類(lèi)化合物、鋁(アルミニウム)系化合物、二亞銨鎓(ジイモニウム)類(lèi)化合物、亞銨鎓(イモニウム)類(lèi)化合物、偶氮(アゾ)類(lèi)化合物等。
另外，在本實(shí)施方式中，為了抑制紅外段、即包含波長(zhǎng)780nm的波長(zhǎng)區(qū)域的透過(guò)率，也可使用紫外線吸收劑。作為紫外線吸收劑，可使用苯并三唑(ベンゾトリアゾ一ル)類(lèi)化合物、二苯甲酮(ベンゾフエノン)類(lèi)化合物、水楊酸(サルチル酸)類(lèi)化合物、香豆素(クマリン)類(lèi)化合物等。
另外，在本實(shí)施方式中，也可在上述紅外線吸收劑或紫外線吸收劑中添加例如受阻胺(ヒンダ一ドミン)類(lèi)化合物等光穩(wěn)定劑或猝滅劑(クエンチヤ一)。
為了吸收紅外線，也可在透明樹(shù)脂中添加紅外線吸收性化合物或紅外線吸收劑來(lái)使用，或以側(cè)鏈方式(以反應(yīng)性染料等反應(yīng)型紅外線吸收劑等形式并入樹(shù)脂分子鏈中的方式)在透明樹(shù)脂中并入紅外線吸收性化合物或紅外線吸收劑。
(第3實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，說(shuō)明上述第1和第2實(shí)施方式的變形例。在上述第1和第2實(shí)施方式中，修正濾光器2Blk由綠的濾光器元件2g和紅的濾光器元件2r構(gòu)成。
相反，在本實(shí)施方式中，使用由藍(lán)的濾光器元件和紅的濾光器元件構(gòu)成的修正濾光器，代替修正濾光器2Blk。
圖8是表示本實(shí)施方式的攝像元件中3色光譜濾光器2G、2B、2R與修正濾光器的配置狀態(tài)一例的正面圖。在圖1中，表示從光入射側(cè)看的狀態(tài)實(shí)例。在圖8中，省略運(yùn)算部17。
圖9是表示攝像元件截面一例的圖。在該圖9中，表示上述圖8的III-III截面。
攝像元件9具備修正濾光器10Blk，代替上述第1實(shí)施方式的攝像元件1的修正濾光器2Blk。修正濾光器10Blk在可視光波段下具有抑制透過(guò)特性，在紅外段下具有透過(guò)特性。修正濾光器10Blk相當(dāng)于黑象素。
修正濾光器10Blk具有層疊用于抽取藍(lán)分量的濾光器元件10b、與用于抽取紅分量的濾光器元件10r的構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，濾光器元件10b、10r分別與光譜濾光器2B、2R一樣。
攝像元件9中，在平坦化層5的光入射側(cè)，層疊分別對(duì)應(yīng)于受光元件3G、3B、3R和修正受光元件3Blk的光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器10Blk，形成濾光器層11。
本實(shí)施方式的攝像元件9具備層疊藍(lán)的濾光器元件10b與紅的濾光器元件10r的修正濾光器10Blk。
圖10是表示本實(shí)施方式的修正濾光器10Blk的透過(guò)率與波長(zhǎng)的關(guān)系(光譜特性)一例的曲線。
修正濾光器10Blk的透過(guò)率為上述圖4中的光譜濾光器2B的透過(guò)率與光譜濾光器2R的透過(guò)率之積的值。
該修正濾光器10Blk具有如下特性，即紅外段中的透過(guò)率比可視光波段的高，在可視光波段下抑制透過(guò)率，在紅外段下為高透過(guò)率。即，修正濾光器10Blk在可視光波段下具有抑制透過(guò)特性，在紅外段下具有透過(guò)特性。修正濾光器10Blk的透過(guò)率在波長(zhǎng)比可視光波段長(zhǎng)的一側(cè)，與其它光譜濾光器2G、2B、2R的透過(guò)率大致相同(相同或近似)。
因此，在本實(shí)施方式中，可通過(guò)從各光譜濾光器2G、2B、2R的透過(guò)率的積分值中，減去修正濾光器10Blk的比大約700nm長(zhǎng)的波長(zhǎng)一側(cè)的透過(guò)率的積分值，進(jìn)行高精度的色分離。
因此，在本實(shí)施方式中，在入射面配置在可視光波段下具有抑制透過(guò)特性、在紅外段下具有透過(guò)特性的修正濾光器10Blk，用于色分離。
圖11是表示在光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器10Blk中組合了樹(shù)脂層7時(shí)的透過(guò)率與波長(zhǎng)的關(guān)系一例的曲線。
在該圖11中，將在780nm附近的區(qū)域中具有抑制透過(guò)特性的樹(shù)脂層7的透過(guò)率乘以各色光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器10Blk的透過(guò)率，反映光譜特性。
在光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器10Blk中組合了樹(shù)脂層7時(shí)的透過(guò)率由于上述圖6所示的樹(shù)脂層7的作用，與上述圖4和圖5的情況相比，在780nm附近的波段中變低。
另外，在光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器10Blk中組合了樹(shù)脂層7的光譜特性在紅外段中變?yōu)榻茽顟B(tài)。
在修正濾光器10Blk中組合了樹(shù)脂層7時(shí)的透過(guò)率在可視光波段下，透過(guò)率極低，在波長(zhǎng)比可視光波段長(zhǎng)的紅外段下，透過(guò)率變高的程度與在各光譜濾光器2G、2B、2R中組合了樹(shù)脂層7時(shí)的一樣。
即，調(diào)整在光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器10Blk中組合樹(shù)脂層7后的光譜特性，使光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器2Blk在紅外段下的透過(guò)率為相同水平。
因此，對(duì)應(yīng)于修正濾光器10Blk的修正受光元件3Blk可觀測(cè)可視光波段以外的紅外段下的入射光分量。另外，通過(guò)利用修正受光元件3Blk得到的觀測(cè)結(jié)果來(lái)修正受光元件3G、3B、3R得到的觀測(cè)結(jié)果，可得到僅在可視光波段下的各色的觀測(cè)數(shù)據(jù)值。
在上述實(shí)施方式中，通過(guò)從使樹(shù)脂層7與各色光譜濾光器2G、2B、2R組合時(shí)的透過(guò)率面積(積分值)中，減去使樹(shù)脂層7與修正濾光器10Blk組合時(shí)的透過(guò)率面積(積分值)，可得到各色觀測(cè)用的透過(guò)率，可高精度地色分離。
另外，上述圖7中，使樹(shù)脂層7與修正濾光器2Blk組合時(shí)的透過(guò)率在作為可視光波段的600nm附近，透過(guò)率上升一些。
但是，在本實(shí)施方式的上述圖11中，在整個(gè)可視光波段中，將使樹(shù)脂層7與修正濾光器10Blk組合時(shí)的透過(guò)率抑制得低。
因此，在本實(shí)施方式中，與上述第1實(shí)施方式的情況相比，可高精度地執(zhí)行600nm附近的觀測(cè)，尤其可使綠的顯色性提高。
(第4實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，說(shuō)明上述第1-第3實(shí)施方式的變形例。
在本實(shí)施方式中，將光譜濾光器2G、2B、2R、修正濾光器2Blk與修正濾光器10Blk中的至少之一配置成網(wǎng)眼狀，形成面。另外，設(shè)由光譜濾光器2G、2B、2R、修正濾光器2Blk與修正濾光器10Blk中的至少之一形成色分離的一單位。在本實(shí)施方式中，將多個(gè)色分離單位配置在入射面上。
色分離單位也可包含光譜濾光器2G、2B、2R與修正濾光器2Blk、10Blk雙方。
另外，色分離單位也可包含兩個(gè)綠的光譜濾光器2G、光譜濾光器2B、2R與修正濾光器2Blk、10Blk雙方。
另外，也可以是某個(gè)色分離單位具備一個(gè)修正濾光器2Blk，其它色分離單位具備另一修正濾光器10Blk。另外，也可在組合該不同的包含修正濾光器2Blk、10Blk的色分離單位的狀態(tài)下，配置在入射面上。
在上述第1實(shí)施方式和上述第3實(shí)施方式中，光譜濾光器2G、2B、2R、修正濾光器2Blk、10Blk的面積大小相同。但是，從保持必需的靈敏度比的觀點(diǎn)看，可自由變更光譜濾光器2G、2B、2R、修正濾光器2Blk、10Blk的面積大小。
例如，為了使靈敏度比與一般的貝爾(Bayer)比一致，如圖12所示，在色分離單位下，也可將光譜濾光器2G、光譜濾光器2B、光譜濾光器2R、修正濾光器2Blk的面積比設(shè)為4∶2∶2∶1。
同樣，在色分離單位下，也可將光譜濾光器2G、光譜濾光器2B、光譜濾光器2R、修正濾光器10Blk的面積比設(shè)為4∶2∶2∶1。
另外，也可與該比率一致，將受光元件3G、受光元件3B、受光元件3R、修正受光元件3Blk的面積比設(shè)為4∶2∶2∶1。
此時(shí)，現(xiàn)有圖像處理軟件(圖像引擎)的變更少，可有效利用攝像元件。
(第5實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，說(shuō)明上述第1-第4實(shí)施方式的變形例。另外，在本實(shí)施方式中，具體說(shuō)明上述第3實(shí)施方式的攝像元件9的變形例，但上述第1攝像元件1、第2或第4實(shí)施方式的攝像元件也可同樣變形。
圖13是表示本實(shí)施方式的攝像元件截面一例的圖。
該攝像元件12在濾光器層11的光入射側(cè)配置轉(zhuǎn)錄透鏡13，代替上述第3實(shí)施方式的攝像元件9的樹(shù)脂層7和微透鏡8。該轉(zhuǎn)錄透鏡13實(shí)現(xiàn)與微透鏡一樣的功能。
轉(zhuǎn)錄透鏡13與上述第3實(shí)施方式的樹(shù)脂層7一樣，具有抑制紅外段、即包含波長(zhǎng)780nm的波段之透過(guò)率的特性(透過(guò)率調(diào)整功能)。轉(zhuǎn)錄透鏡13被配置成與各光譜濾光器2G、2B、2R和修正濾光器2Blk成對(duì)。
作為攝像元件12的制造過(guò)程一例，首先，利用與上述第3實(shí)施方式一樣的工序，在半導(dǎo)體基板4上配置受光元件3G、3B、3R、3Blk，層疊平坦化層5、濾光器層11、樹(shù)脂層7，配備微透鏡8。
之后，將微透鏡8作為母模型(掩膜)，利用干蝕刻方法對(duì)攝像元件12的入射側(cè)執(zhí)行各向異性蝕刻。
由此，將微透鏡8的形狀轉(zhuǎn)錄到樹(shù)脂層7上，在濾光器層11的入射側(cè)形成轉(zhuǎn)錄透鏡13。
在本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)錄透鏡13具有與上述第3實(shí)施方式的樹(shù)脂層7一樣的透過(guò)率。因此，攝像元件12實(shí)現(xiàn)與上述第2實(shí)施方式一樣的色分離。
另外，轉(zhuǎn)錄透鏡13與受光元件3G、3B、3R、3Blk之間的距離比上述第3實(shí)施方式中的微透鏡8與受光元件3G、3B、3R、3Blk之間的距離短。
因此，在本實(shí)施方式的攝像元件12中，可擴(kuò)展光的取入角度，使顯色性提高，同時(shí)，可得到明亮的觀測(cè)結(jié)果。
另外，在上述各實(shí)施方式中，有時(shí)濾光器層6、11中，修正濾光器2Blk、10Blk部分的厚度比其它光譜濾光器2G、2B、2R部分的厚度厚，產(chǎn)生臺(tái)階。
為了消除這種臺(tái)階，在平坦化層5中，按修正濾光器2Blk、10Blk的形狀形成凹部(锪孔)，使濾光器層6、11中的修正濾光器2Blk、10Blk產(chǎn)生的凹部配置在該凹部中。另外，平坦化層5的凹部的形成中也可使用干蝕刻。
(第6實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，說(shuō)明具備上述第1實(shí)施方式中說(shuō)明的修正濾光器2Blk或上述第3實(shí)施方式中說(shuō)明的修正濾光器10Blk、并用作紅外線傳感器的攝像元件。
圖14是表示本實(shí)施方式的攝像元件截面一例的圖。
攝像元件14在半導(dǎo)體基板4上配置受光元件3Blk，層疊平坦化層5、僅配置了多個(gè)修正濾光器10Blk的濾光器層15、樹(shù)脂層16，并配置微透鏡8。在樹(shù)脂層16中使用不具有抑制透過(guò)特性的透明樹(shù)脂。
本實(shí)施方式的攝像元件14在可視光波段下具有抑制透過(guò)特性，在紅外段下具有透過(guò)特性。因此，攝像元件14可用作透過(guò)例如800nm以后的長(zhǎng)波長(zhǎng)的光之良好的紅外線傳感器。
在本實(shí)施方式中，使用修正濾光器10Blk，但也可使用修正濾光器2Blk。另外，也可在濾光器層15的光入射側(cè)，配置轉(zhuǎn)錄透鏡13。
在上述各實(shí)施方式中，修正濾光器2Blk、10Blk為2層構(gòu)造，但也可以是混合多個(gè)在可視光波段下具有透過(guò)段的染料或有機(jī)顏料的光譜濾光器。另外，修正濾光器2Blk、10Blk也可構(gòu)造成層疊3層以上的綠用、藍(lán)用、紅用等針對(duì)各種色的光譜濾光器2G、2B、2R。
即，通過(guò)2色以上的光學(xué)重疊來(lái)形成修正濾光器2Blk、10Blk。
在上述各實(shí)施方式中，各構(gòu)成要素若可實(shí)現(xiàn)同樣的動(dòng)作，則可自由變更，或使配置變更，可自由組合，也可分割。
在上述各實(shí)施方式中，所謂對(duì)修正濾光器2Blk、10Blk等意味高透過(guò)的狀態(tài)的透過(guò)特性，也可指例如透過(guò)率為65％以上。這是因?yàn)樵诓Ａ⒄?glass reference)中，光譜濾光器的透過(guò)率低，為65-70％。但是，期望透過(guò)特性是指透過(guò)率為90％以上。這是因?yàn)橥该鳂?shù)脂可實(shí)現(xiàn)90％-100％左右的透過(guò)率。
另一方面，在上述各實(shí)施方式中，所謂對(duì)修正濾光器2Blk、10Blk等意味低透過(guò)的抑制透過(guò)特性也可指例如透過(guò)率為15％以下。這是因?yàn)榫G用光譜濾光器2G等的上浮部分為15％以下左右的透過(guò)率。
該修正濾光器2Blk、10Blk具有的抑制透過(guò)特性最好是例如透過(guò)率為10％以下、1％以下等較低。
(第7實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，說(shuō)明使用補(bǔ)色系的光譜濾光器與修正濾光器來(lái)觀測(cè)入射光的攝像元件。
圖15是表示本實(shí)施方式的攝像元件中濾光器的配置狀態(tài)一例的正面圖。在該圖15中，表示從光入射側(cè)看的濾光器的狀態(tài)實(shí)例。
圖16是表示本實(shí)施方式的攝像元件一例的截面圖。在該圖16中，表示上述圖15的IV-IV截面。另外，在該圖16中，作為實(shí)例圖示受光元件是CMOS的情況，但受光元件是CCD時(shí)也一樣。
本實(shí)施方式的攝像元件18具備受光元件19Y、19M、19C和修正受光元件19Blk、與該受光元件19Y、19M、19C和修正受光元件19Blk成對(duì)的光濾光器20Y、20M、20C和修正濾光器20Blk、運(yùn)算部25。
由各一個(gè)黃濾光器20Y、品紅濾光器20M、青濾光器20C、修正濾光器20Blk來(lái)形成色分離的一單位。黃濾光器20Y、品紅濾光器20M、青濾光器20C、修正濾光器20Blk鄰接配置成網(wǎng)眼狀，從而形成面。
黃濾光器20Y、品紅濾光器20M、青濾光器20C是補(bǔ)色系的濾光器。通常，補(bǔ)色系的濾光器的光透過(guò)率比紅、綠、藍(lán)三原色系的濾色鏡高，所以可高精度觀測(cè)。
黃濾光器20Y是用于抽取入射光中黃(Yellow)分量的黃濾色鏡。
品紅濾光器20M是用于抽取入射光中品紅(Magenta)分量的品紅濾色鏡。
青濾光器20C是用于抽取入射光中青(Cyan)分量的青濾色鏡。
修正濾光器20Blk是在可視光波段下具有抑制透過(guò)特性、在波長(zhǎng)比可視光波段長(zhǎng)的一側(cè)具有抑制透過(guò)特性的濾光器，具有紅外段的透過(guò)率比可視光波段的透過(guò)率高的特性。修正濾光器20Blk由于在可視光波段下具有抑制透過(guò)特性(低透過(guò)特性)，所以目視下為黑色。
修正濾光器20Blk光學(xué)重疊青與紅來(lái)形成。為了實(shí)現(xiàn)光學(xué)重疊，在本實(shí)施方式中，層疊青的濾光器21C與紅的濾光器21R，但也可使用混合青的色料與紅的色料的濾光器。
黃濾光器20Y、品紅濾光器20M、青濾光器20C、修正濾光器20Blk形成濾光器層20。
作為受光元件的黃受光元件19Y、品紅受光元件19M、青受光元件19M、修正受光元件19Blk分別配置于黃濾光器20Y、品紅濾光器20M、青濾光器20C、修正濾光器20Blk的光入射側(cè)的相反側(cè)，將接收到的光變換為電信號(hào)，求出觀測(cè)數(shù)據(jù)值。
黃受光元件19Y對(duì)應(yīng)于黃濾光器20Y，經(jīng)由黃濾光器20Y來(lái)觀測(cè)入射光。
品紅受光元件19M對(duì)應(yīng)于品紅濾光器20M，經(jīng)由品紅濾光器20M來(lái)觀測(cè)入射光。
青受光元件19C對(duì)應(yīng)于青濾光器20C，經(jīng)由青濾光器20C來(lái)觀測(cè)入射光。
修正受光元件19Blk對(duì)應(yīng)于修正濾光器20Blk，經(jīng)由修正濾光器20Blk來(lái)觀測(cè)入射光。
受光元件與濾光器的一對(duì)一組合相當(dāng)于象素。
在本實(shí)施方式中，在半導(dǎo)體基板4與濾光器層20之間，形成平滑化層22。
另外，在濾光器層20的光入射側(cè)，形成樹(shù)脂層23、微透鏡24。
平滑化層22、濾光器層20、樹(shù)脂層23、微透鏡24中的至少之一具有在與可視光波段之間的邊界側(cè)的紅外段下抑制入射光透過(guò)率的功能。
因此，例如，在平滑化層22、濾光器層20、樹(shù)脂層23、微透鏡24中的至少之一中添加吸收紅外段、即波長(zhǎng)700nm-800nm的紅外線的紅外線吸收劑。
為了實(shí)現(xiàn)該吸收波長(zhǎng)700nm-800nm的紅外線的功能，例如，平滑化層22、濾光器層20、樹(shù)脂層23、微透鏡24中的至少之一吸收波長(zhǎng)700nm-800nm的光，在波長(zhǎng)700nm-800nm之間具有抑制透過(guò)特性。
運(yùn)算部25具備黃運(yùn)算部25Y、品紅運(yùn)算部25M、青運(yùn)算部25C、三原色運(yùn)算部25CD。該運(yùn)算部25具有如下功能，即根據(jù)黃受光元件19Y、品紅受光元件19M、青受光元件19C、修正受光元件19Blk得到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值Dy、Dm、Dc、Dblk，求出修正后的觀測(cè)數(shù)據(jù)值HDy、HDm、HDc，再根據(jù)該修正后的觀測(cè)數(shù)據(jù)值HDy、HDm、HDc，求出藍(lán)的觀測(cè)數(shù)據(jù)值CDb、綠的觀測(cè)數(shù)據(jù)值CDg、紅的觀測(cè)數(shù)據(jù)值CDr。
黃運(yùn)算部25Y從黃受光元件19Y觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值Dy中，減去由修正受光元件19Blk觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值Dblk，求出修正后的黃的觀測(cè)數(shù)據(jù)值HDy(＝Dy-Dblk)。
品紅運(yùn)算部25M從品紅受光元件19M觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值Dm中，減去由修正受光元件19Blk觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值Dblk，求出修正后的品紅的觀測(cè)數(shù)據(jù)值HDm(＝Dm-Dblk)。
青運(yùn)算部25C從青受光元件19C觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值Dc中，減去由修正受光元件19Blk觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值Dblk，求出修正后的青的觀測(cè)數(shù)據(jù)值HDc(＝Dc-Dblk)。
三原色運(yùn)算部25CD根據(jù)修正后的黃觀測(cè)數(shù)據(jù)值HDy、修正后的品紅觀測(cè)數(shù)據(jù)值HDm、修正后的青觀測(cè)數(shù)據(jù)值HDc，求出光的三原色、即藍(lán)的觀測(cè)數(shù)據(jù)值CDb、綠的觀測(cè)數(shù)據(jù)值CDg、紅的觀測(cè)數(shù)據(jù)值CDr。
具體而言，三原色運(yùn)算部25CD運(yùn)算CDb＝(HDc+HDm-HDy)/2，運(yùn)算CDg＝(HDc+HDy-HDm)/2，運(yùn)算CDr＝(HDm+HDy-HDc)/2。另外，通常青＝藍(lán)+綠、品紅＝藍(lán)+紅、黃＝綠+紅的關(guān)系成立。
下面，說(shuō)明本實(shí)施方式的攝像元件18的制造工序。
在半導(dǎo)體基板4上，形成、配置黃受光元件19Y、品紅受光元件19M、青受光元件19C、修正受光元件19Blk。
在半導(dǎo)體基板4的形成了黃受光元件19Y、品紅受光元件19M、青受光元件19C、修正受光元件19Blk的光入射側(cè)的面中，層疊平坦化層22。由此，可平坦化黃濾光器20Y、品紅濾光器20M、青濾光器20C、修正濾光器20Blk的設(shè)置面。
在平坦化層22的光入射側(cè)，順序配置分別對(duì)應(yīng)于青受光元件19C、黃受光元件19Y、品紅受光元件19M、修正受光元件19Blk的青濾光器20C、黃濾光器20Y、品紅濾光器20M、修正濾光器20Blk，形成濾光器層20。
在濾光器層20的光入射側(cè)，層疊樹(shù)脂層(透明平滑化層)23。
在樹(shù)脂層23的光入射側(cè)，配備對(duì)應(yīng)于黃受光元件19Y、品紅受光元件19M、青受光元件19C、修正受光元件19Blk的微透鏡24。微透鏡24被配置于各黃濾光器20Y、品紅濾光器20M、青濾光器20C、修正濾光器20Blk上，以與各黃濾光器20Y、品紅濾光器20M、青濾光器20C、修正濾光器20Blk成對(duì)。微透鏡24由丙烯酸樹(shù)脂等形成，提高對(duì)黃受光元件19Y、品紅受光元件19M、青受光元件19C、修正受光元件19Blk的聚光性。
如上所述，在上述圖16中，使用具有青的濾光器21C與紅的濾光器21R的層疊構(gòu)造的修正受光元件19Blk。
但是，修正濾光器2Blk不限于上述圖16所示的構(gòu)造，通過(guò)光學(xué)重疊來(lái)實(shí)現(xiàn)即可。這里所指的光學(xué)重疊如上述圖16所示，可通過(guò)2色以上的不同色的濾色鏡的層疊構(gòu)造來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可如圖17所示通過(guò)混合構(gòu)成不同的多個(gè)色的濾色鏡的色料(顏料、色素)的著色樹(shù)脂、由單層實(shí)現(xiàn)。另外，為了調(diào)整顏色或透過(guò)率，也可使用2色以上的色料。
這樣，通過(guò)光學(xué)重疊2色以上的濾色鏡，修正濾光器20Blk的透過(guò)率為重疊的各濾色鏡的透過(guò)率之積。因此，如本實(shí)施方式所示，通過(guò)光學(xué)重疊來(lái)形成修正濾光器20Blk，可制作在可視光波段下具有抑制透過(guò)特性、在波長(zhǎng)比可視光波段長(zhǎng)的一側(cè)具有透過(guò)特性的修正濾光器20Blk。
在本實(shí)施方式中，設(shè)濾光器單層的膜厚分別為0.7微米，象素間距(黃濾光器20Y、品紅濾光器20M、青濾光器20C、修正濾光器20Blk的間距)為2.6微米。
設(shè)平坦化層22的平均膜厚為0.1微米。另外，在本實(shí)施方式中，形成平坦化層22，但為了進(jìn)一步使攝像元件變薄，也可省略平坦化層22。
下面，說(shuō)明透過(guò)率特性。
圖18是表示黃濾光器20Y、品紅濾光器20M、青濾光器20C的光譜透過(guò)率一例的曲線。圖18中，用曲線來(lái)表示光的波長(zhǎng)400nm-1100nm與透過(guò)率的關(guān)系實(shí)例。
如圖18所示，就黃濾光器20Y、品紅濾光器20M、青濾光器20C的光譜透過(guò)率而言，在光譜曲線的下擺部(抑制透過(guò)率部)，透過(guò)率變低，入射光透過(guò)百分之幾左右。將這種光譜曲線的下擺部中剩余的透過(guò)率的值稱(chēng)為光譜的上浮。
光譜的上浮是在根據(jù)黃受光元件19Y、品紅受光元件19M、青受光元件19C得到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值Dy、Dm、Dc執(zhí)行的色分離中形成噪聲的原因，使色再現(xiàn)性下降，是圖像質(zhì)量下降的原因。
另外，由于黃濾光器20Y、品紅濾光器20M、青濾光器20C在紅外段中的透過(guò)率高，所以存在黃受光元件19Y、品紅受光元件19M、青受光元件19C觀測(cè)到紅外段的光為止的問(wèn)題。
圖19是表示本實(shí)施方式的修正濾光器20Blk的光譜透過(guò)率一例的曲線。在該圖19中，用曲線來(lái)表示光的波長(zhǎng)與透過(guò)率的關(guān)系實(shí)例。
各波長(zhǎng)下，青的濾光器21C的透過(guò)率與紅的濾光器21R的透過(guò)率的積的值，為修正濾光器20Blk的透過(guò)率。
圖20是表示本實(shí)施方式的攝像元件18的光譜透過(guò)率一例的曲線。
圖20用曲線表示分別從黃濾光器20Y、品紅濾光器20M、青濾光器20C的透過(guò)率積分值中減去修正濾光器20Blk的透過(guò)率積分值時(shí)的波長(zhǎng)與透過(guò)率的關(guān)系實(shí)例。
這樣，在本實(shí)施方式中，由于從黃、品紅、青的光譜特性中減去修正濾光器的光譜特性，所以光譜的上浮也被減去，可減輕光譜的上浮對(duì)觀測(cè)結(jié)果產(chǎn)生的影響。
就修正濾光器20Blk而言，通過(guò)調(diào)整多個(gè)色料的組合，可進(jìn)一步減小光譜的上浮。
另外，由于從黃、品紅、青的光譜特性中減去修正濾光器的光譜特性，所以紅外段的觀測(cè)結(jié)果也被減去，可減輕紅外段的觀測(cè)結(jié)果的影響。
圖20表示攝像元件18可在波長(zhǎng)比700nm長(zhǎng)的一側(cè)、尤其是波長(zhǎng)比800nm長(zhǎng)的一側(cè)截止紅外線。
可通過(guò)多個(gè)色料的組合來(lái)調(diào)整紅外段、即與可視光波段之間的邊界側(cè)的大約700nm-800nm波長(zhǎng)區(qū)域(邊界紅外段)中的修正濾光器20Blk的透過(guò)率。
因此，在本實(shí)施方式中，可使色分離的噪聲大大降低，可使圖像質(zhì)量提高。
圖21是表示本實(shí)施方式的攝像元件18中使用的紅外線吸收劑的光譜透過(guò)率一例的曲線。
紅外線吸收劑在邊界紅外段吸收光。該紅外線吸收劑被添加到平滑化層22、濾光器層20、樹(shù)脂層23、微透鏡24、濾光器層20中的至少之一中。由此，可防止觀測(cè)結(jié)果受到邊界紅外段的波長(zhǎng)光的影響。即，可在紅外段進(jìn)一步抑制由黃受光元件19Y、品紅受光元件19M、青受光元件19C、修正受光元件19Blk觀測(cè)的光。
為了在邊界紅外段吸收光，也可將具有紅外線吸收特性的色料分散混合于攝像元件中，或使用溶解后的樹(shù)脂液來(lái)適用于攝像元件。
圖22是表示使本實(shí)施方式的攝像元件18的光譜透過(guò)率與紅外線吸收劑的光譜透過(guò)率相乘后的光譜特性一例的曲線。
圖22中，邊界紅外段的黃色與品紅的透過(guò)率調(diào)整也可向黃濾光器20Y或品紅濾光器20M中添加其它色的色料來(lái)實(shí)現(xiàn)，或?qū)S濾光器20Y或品紅濾光器20M并設(shè)吸收邊界紅外段的光的色料層。
具體而言，在本實(shí)施方式中，為了抑制包含光的波長(zhǎng)780nm的邊界紅外段的透過(guò)率，也可向透過(guò)樹(shù)脂中添加以酞菁(フタロシアニン)類(lèi)有機(jī)顏料為代表的有機(jī)顏料，形成涂布膜來(lái)使用?；蛘撸蛭⑼哥R24的材料中添加紅外線吸收材料。
另外，也可在黃濾光器20Y、品紅濾光器20M中，于其下部或上部層疊包含紅外線吸收材料的層。
作為紅外線吸收材料，例如可使用蒽醌(アントラキノン)類(lèi)化合物、酞菁(フタロシアニン)類(lèi)化合物、花青(シアニン)類(lèi)化合物、聚亞甲基(ポリメチレン)類(lèi)化合物、鋁(アルミニウム)系化合物、二亞銨鎓(ジイモニウム)類(lèi)化合物、亞銨鎓(イモニウム)類(lèi)化合物、偶氮(アゾ)類(lèi)化合物等。
本實(shí)施方式的攝像元件18也可在黃濾光器20Y、品紅濾光器20M、青濾光器20C、修正濾光器20Blk的光入射側(cè)，添加紫外線吸收劑。
作為紫外線吸收劑，例如可使用苯并三唑(ベンゾトリアゾ一ル)類(lèi)化合物、二苯甲酮(ベンゾフエノン)類(lèi)化合物、水楊酸(サルチル酸)類(lèi)化合物、香豆素(クマリン)類(lèi)化合物等。另外，也可在這些紫外線吸收劑中添加例如(受阻胺ヒンダ一ドミン)類(lèi)化合物等光穩(wěn)定劑或猝滅劑(クエンチヤ一)。
本實(shí)施方式的攝像元件18的紅外線吸收功能也可通過(guò)向透過(guò)樹(shù)脂中添加紅外線吸收性化合物或紅外線吸收劑來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可通過(guò)以反應(yīng)性染料等反應(yīng)型紅外線吸收劑等形式將紅外線吸收性化合物或紅外線吸收劑并入樹(shù)脂分子鏈中的側(cè)鏈方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
下面，比較現(xiàn)有的攝像元件與本實(shí)施方式的攝像元件18，說(shuō)明效果差異。
近年來(lái)，伴隨攝像元件的多象素化，推進(jìn)象素的細(xì)微化，象素間距突破3微米，變?yōu)?微米。就2微米附近的象素尺寸而言，聚光到一象素的光量有限，攝像元件的靈敏度下降，有時(shí)變?yōu)榘档膱D像質(zhì)量。
相反，在本實(shí)施方式中，通過(guò)使用補(bǔ)色系的黃濾光器20Y、品紅濾光器20M、青濾光器20C，可防止攝像元件18的靈敏度下降，實(shí)現(xiàn)圖像質(zhì)量的提高。
在本實(shí)施方式中，通過(guò)執(zhí)行修正濾光器20Blk的觀測(cè)數(shù)據(jù)值Dblk的減法，可去除黃、品紅、青補(bǔ)色系的濾光器中的光譜上浮、紅、綠、藍(lán)原色的濾光器中的光譜上浮。這樣，通過(guò)在色分離時(shí)使導(dǎo)致噪聲的光譜上浮降低，可使攝像元件18的色再現(xiàn)性提高，使圖像質(zhì)量提高。
在本實(shí)施方式的攝像元件18中，可省略現(xiàn)有攝像元件中配備的紅外線截止濾光器，不必增大透過(guò)光學(xué)系統(tǒng)的厚度，可實(shí)現(xiàn)薄型化。即，在現(xiàn)有的攝像元件中，將紅外線截止濾光器插入照相機(jī)模塊的光學(xué)系統(tǒng)中。相反，在本實(shí)施方式的攝像元件18中，由于可削除現(xiàn)有的紅外線截止濾光器，所以可變薄。
另外，在本實(shí)施方式的攝像元件18中，不必變更攝像元件的基本構(gòu)成，可防止觀測(cè)結(jié)果受到紅外段的光的影響。
就現(xiàn)有的攝像元件而言，光的入射面整體被吸收型紅外線截止濾光器所覆蓋。此時(shí)，有時(shí)各個(gè)象素的微妙的紅色的再現(xiàn)性與光譜特性一起降低。
相反，在本實(shí)施方式的攝像元件18中，可提高紅的靈敏度，使紅的色再現(xiàn)性提高。
現(xiàn)有攝像元件中配備的吸收型紅外線截止濾光器具有引起黃、品紅、紅、綠的靈敏度下降的傾向，有時(shí)顯色性下降。
相反，在本實(shí)施方式中，由于可視光波段、即大約400nm-700nm波段下的靈敏度下降少，所以可使顯色性提高。
在本實(shí)施方式中，作為黃的顏料，可使用C.I.顏料黃150，作為青的顏料，可使用C.I.顏料藍(lán)15:3，作為品紅的顏料，可使用C.I.顏料紅122，作為紅的顏料，可使用C.I.顏料紅177和C.I.顏料紅48:1以及C.I.顏料黃139的混合。
例如，抗蝕劑的固態(tài)比(丙烯酸類(lèi)感光性樹(shù)脂與顏料等)為大約15-35％的范圍，或固態(tài)比中的顏料比為大約13％-14％的范圍。
(第8實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，說(shuō)明上述第7實(shí)施方式的修正濾光器20Blk的變形例。
圖23是表示本實(shí)施方式的修正濾光器20Blk的截面第1例的圖。
在本實(shí)施方式中，修正濾光器20Blk通過(guò)光學(xué)重疊紫(Violet)與紅來(lái)形成。
圖23中，修正濾光器20Blk層疊紫濾光器21V與紅濾光器21R來(lái)形成。
另外，修正濾光器20Blk也可混合紫與紅的色料后，由單層來(lái)形成。
圖24是表示紫濾光器21V的光譜特性一例的曲線。
圖25是表示本實(shí)施方式的利用紫與紅的光學(xué)重疊所形成的修正濾光器20Blk的光譜特性的曲線。
圖25表示由混合分散紫顏料與紅顏料后的膜厚為1.1微米的丙烯酸樹(shù)脂膜所形成的修正濾光器20Blk的透過(guò)率與波長(zhǎng)的關(guān)系。
基于使用本實(shí)施方式的修正濾光器20Blk的運(yùn)算的紅外線截止，與基于上述圖35所示的一般吸收型紅外線截止濾光器的紅外線截止不同，由于在大約600nm-650nm附近的波段中的光的吸收(實(shí)效的吸收)少，所以可使紅的顯色性提高。
另外，在本實(shí)施方式中，作為紫的顏料，可利用C.I.顏料紫23。
(第9實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，說(shuō)明上述第7實(shí)施方式的攝像元件的濾光器層的變形例。
圖26是表示本實(shí)施方式的攝像元件截面一例的圖。
攝像元件26除濾光器層的構(gòu)成與上述第7實(shí)施方式的攝像元件18不同外，其它部分一樣。
在上述第7實(shí)施方式的攝像元件18的濾光器層20中，青濾光器20C與青的濾光器21C單獨(dú)構(gòu)成。
相反，在本實(shí)施方式的攝像元件26的濾光器層27中，具備一體構(gòu)成上述青濾光器20C與青的濾光器21C的青濾光器27C。
在修正受光元件19Blk的光入射側(cè)，配置青濾光器27C與紅的濾光器21R的層疊部。即，在本實(shí)施方式中，修正濾光器為濾光器層27中的青濾光器27C與紅的濾光器21R的層疊部。
利用這種構(gòu)成，可得到與上述第7實(shí)施方式一樣的效果。
(第10實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，說(shuō)明上述第9實(shí)施方式的攝像元件的變形例。
本實(shí)施方式的攝像元件將上述第9實(shí)施方式的攝像元件26中的樹(shù)脂層23與微透鏡24一體構(gòu)成。
圖27是表示本實(shí)施方式的攝像元件一例的截面圖。
本實(shí)施方式的攝像元件28具備一體構(gòu)造上述第9實(shí)施方式的攝像元件26的樹(shù)脂層23與微透鏡24的轉(zhuǎn)錄透鏡29。轉(zhuǎn)錄透鏡29具有提高向黃受光元件19Y、品紅受光元件19M、青受光元件19C、修正受光元件19Blk的聚光性的功能。
攝像元件28的其它部分與上述第9實(shí)施方式的攝像元件26一樣。
下面，說(shuō)明該攝像元件28的制造過(guò)程。
圖28是表示本實(shí)施方式的攝像元件28的制造過(guò)程的第1工序?qū)嵗慕孛鎴D。圖28-圖32中，作為實(shí)例圖示受光元件是CMOS的情況，但受光元件是CCD時(shí)也一樣。
首先，在半導(dǎo)體基板4上形成黃受光元件19Y、品紅受光元件19M、青受光元件19C、修正受光元件19Blk，涂布形成由透明樹(shù)脂構(gòu)成的平坦化層22。
在使用光刻法的由感光性樹(shù)脂構(gòu)成的濾色鏡的形成中，由于對(duì)感光性樹(shù)脂的圖案曝光使用紫外線，所以為了防止圖案曝光時(shí)的暈光，也可在平坦化層22中添加紫外線吸收劑。
圖29是表示攝像元件28的制造過(guò)程的第2工序?qū)嵗慕孛鎴D。
利用光刻法，在平坦化層22上，順序形成青濾光器27C、黃濾光器20Y、品紅濾光器20M，之后，形成用于形成修正濾光器的紅濾光器21R。
圖30是表示攝像元件28的制造過(guò)程的第3工序?qū)嵗慕孛鎴D。
在形成了濾光器層27的半導(dǎo)體基板4上，形成具有平坦化功能的樹(shù)脂層30。
并且，在該第3工序中，在樹(shù)脂層30上，涂布具有熱流性(通過(guò)熱處理而流動(dòng)化，變?yōu)榍驙?、且可堿性顯影的感光性酚醛樹(shù)脂31。
圖31是表示攝像元.28的制造過(guò)程的第4工序?qū)嵗慕孛鎴D。
使用光刻法，將感光性酚醛樹(shù)脂31成形為規(guī)定圖案(例如矩形圖案)。
之后，執(zhí)行200度的加熱，使規(guī)定圖案的感光性酚醛樹(shù)脂31流動(dòng)，形成半球狀的透鏡母模型31a。
圖32是表示攝像元件11的制造過(guò)程的第5工序?qū)嵗慕孛鎴D。
在干蝕刻裝置內(nèi)，對(duì)樹(shù)脂層30執(zhí)行各向異性蝕刻。利用該蝕刻去除透鏡母模型31a，但該透鏡母模型31a變?yōu)閷?duì)樹(shù)脂層30的掩膜，將透鏡母模型31a的半球狀形狀轉(zhuǎn)錄到樹(shù)脂層30上。
由此，得到具備轉(zhuǎn)錄透鏡29的攝像元件28。
如上所述，在本實(shí)施方式中，在濾光器層27的光入射側(cè)的面中形成轉(zhuǎn)錄透鏡29。在本實(shí)施方式中，可進(jìn)一步使攝像元件28變薄。
如上所述，為了防止對(duì)感光性樹(shù)脂的圖案曝光時(shí)的暈光，最好在平坦化層22中添加紫外線吸收劑。另外，為了防止由于受光元件在紫外線段具有靈敏度而產(chǎn)生基于紫外線的噪聲，最好在轉(zhuǎn)錄透鏡29中添加紫外線吸收劑。
作為紫外線吸收劑，可使用氧化鈰、氧化鈦等金屬氧化物構(gòu)成的微粒。但是，如上所述，在轉(zhuǎn)錄透鏡29中未添加紫外線吸收劑的情況下，轉(zhuǎn)錄透鏡的樹(shù)脂中，無(wú)機(jī)材料變?yōu)楣鈱W(xué)上的異物，有時(shí)截?cái)喙狻４藭r(shí)，在攝像元件28得到的圖像中產(chǎn)生黑的部分。因此，最好使用染料類(lèi)的紫外線吸收劑。例如，作為紫外線吸收劑，可使用苯并三唑(ベンゾトリアゾ一ル)類(lèi)、二苯甲酮(ベンゾフエノン)類(lèi)、三嗪(トリアジン)類(lèi)、水楊酸酯(サリシレ一ト)類(lèi)、香豆素(クマリン)類(lèi)、呫噸(キサンテン)類(lèi)、甲氧基肉桂酸(メトキシケイ皮酸)類(lèi)有機(jī)化合物等。
另外，在將修正濾光器設(shè)為混合多個(gè)色料的一層構(gòu)造的情況下，濾光器層最好按青濾光器20C、黃濾光器20Y、品紅濾光器20M、修正濾光器的順序來(lái)形成。
(第11實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，說(shuō)明在除基板的入射光的入射側(cè)、即入射光入射到受光元件的區(qū)域之外的其它區(qū)域中、設(shè)置防止入射光中入射到受光元件的光之外的其它光入射到受光元件的遮光膜的攝像元件。
圖33是表示本實(shí)施方式的攝像元件中具備的遮光膜的配置狀態(tài)第1例的正面圖。
圖33所示的攝像元件32在受光元件的光入射側(cè)、即設(shè)置光譜濾光器的有效象素部33的外周部，具備抑制光的反射的遮光膜34。
在該遮光膜34中，可使用上述各實(shí)施方式中說(shuō)明的修正濾光器。即，遮光膜34可由與上述各種修正濾光器一樣的形成方法形成，可由同樣的材質(zhì)來(lái)形成。
在攝像元件32的有效象素部33的外周部配置遮光膜34在可防止攝像元件32的觀測(cè)結(jié)果受到噪聲的影響、可提高圖像質(zhì)量上是有效的。尤其是通過(guò)使用上述各種修正濾光器作為遮光膜34，可截止可視光波段的光，使攝像元件32周邊的雜光減少。
圖34是表示本實(shí)施方式的攝像元件中具備的遮光膜的配置狀態(tài)第2例的截面圖。
該圖34所示的攝像元件35的構(gòu)成與上述第1實(shí)施方式的攝像元件1一樣，但特征在于在半導(dǎo)體基板4的光入射側(cè)面中、除將光取入紅受光元件3R、綠受光元件3G、藍(lán)受光元件3B、修正受光元件3Blk的區(qū)域之外的其它區(qū)域中，配置遮光膜34。
上述攝像元件34、35在去除半導(dǎo)體基板4的光入射側(cè)、即受光元件取入入射光的開(kāi)口區(qū)域的其它區(qū)域中，配置在可視光波段下具有抑制透過(guò)特性的遮光膜34。
在現(xiàn)有的攝像元件中，有時(shí)入射到受光元件以外部分的光雜散，變?yōu)殡s光。該雜光此后若入射到受光元件，則變?yōu)樵肼?。另外，若無(wú)用的光入射到攝像元件的周邊部分、受光元件的周邊部分，則這些光變?yōu)樵肼暤脑颉?br> 但是，在本實(shí)施方式中，由于配置遮光膜34，所以吸收入射到除受光元件以外的其它部分的光。
由此，可防止雜光和無(wú)用光入射到受光元件，可使噪聲降低，使由攝像元件34、35得到的圖像質(zhì)量提高。尤其是在使用修正濾光器作為遮光膜34的情況下，可截止可視光波段的光，可使受光元件的周邊產(chǎn)生的雜光減少，可減輕從受光元件周邊產(chǎn)生的噪聲。
另外，遮光膜34不僅可適用于上述第1實(shí)施方式，也可適用于其它各實(shí)施方式。
在使用修正濾光器作為遮光膜34的情況下，紅外段的光和紫外段的光透過(guò)該遮光膜34。因此，在本實(shí)施方式中，在半導(dǎo)體基板4的受光元件周邊配置遮光膜34，并對(duì)該遮光膜34層疊吸收紅外線和紫外線的膜。
在該吸收紅外線和紫外線的膜中，通過(guò)使用在用于形成微透鏡8的透明樹(shù)脂中添加了紅外線吸收劑和紫外線吸收劑的樹(shù)脂，可使材料費(fèi)用減輕。
由此，可防止入射到不是受光元件的部分的紅外線和紫外線雜散，變?yōu)殡s光，產(chǎn)生噪聲。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可被用于具備受光元件的攝像元件的領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種攝像元件，具備濾光器，用于抽取入射光中特定的色分量；受光元件，經(jīng)由所述濾光器來(lái)觀測(cè)所述入射光；修正濾光器，在可視光波段下具有抑制透過(guò)特性、在波長(zhǎng)比所述可視光波段長(zhǎng)的一側(cè)波段中具有透過(guò)特性；和修正受光元件，為了修正所述受光元件得到的觀測(cè)結(jié)果，經(jīng)由所述修正濾光器來(lái)觀測(cè)所述入射光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件，其特征在于所述濾光器具備用于抽取綠分量的綠濾光器；用于抽取藍(lán)分量的藍(lán)濾光器；和用于抽取紅分量的紅濾光器，所述受光元件具備經(jīng)由所述綠濾光器來(lái)觀測(cè)所述入射光的綠受光元件；經(jīng)由所述藍(lán)濾光器來(lái)觀測(cè)所述入射光的藍(lán)受光元件；和經(jīng)由所述紅濾光器來(lái)觀測(cè)所述入射光的紅受光元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像元件，其特征在于所述修正濾光器是將用于抽取綠分量的第1濾光器元件與用于抽取藍(lán)分量的第2濾光器元件中的至少之一、與用于抽取紅分量的第3濾光器元件重合而構(gòu)成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的攝像元件，其特征在于所述修正濾光器是重合所述第1濾光器元件與所述第3濾光器元件的結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的攝像元件，其特征在于所述修正濾光器是重合所述第2濾光器元件與所述第3濾光器元件的結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件，其特征在于調(diào)整所述濾光器的透過(guò)率與所述修正濾光器的透過(guò)率，使波長(zhǎng)比可視光波段長(zhǎng)的一側(cè)的透過(guò)率為相同水平。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的攝像元件，其特征在于所述綠濾光器與所述第1濾光器元件在波長(zhǎng)比所述可視光波段長(zhǎng)的一側(cè)的部分波段下具有抑制透過(guò)特性。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的攝像元件，其特征在于所述綠濾光器與所述第1濾光器元件具有抑制波長(zhǎng)比所述可視光波段長(zhǎng)的一側(cè)波段中的透過(guò)率上升部分的特性。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的攝像元件，其特征在于所述綠濾光器與所述第1濾光器元件具有抑制包含波長(zhǎng)780nm的波段中的透過(guò)率的特性。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像元件，其特征在于所述綠濾光器、所述藍(lán)濾光器、所述紅濾光器、所述修正濾光器配置成網(wǎng)眼狀，形成面，并形成色分離的一單位。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的攝像元件，其特征在于所述綠濾光器、所述藍(lán)濾光器、所述紅濾光器、所述修正濾光器的面積比為4∶2∶2∶1。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的攝像元件，其特征在于所述色分離單位包含光譜特性不同的多種所述修正濾光器。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件，其特征在于還具備抑制部，該抑制部配置于所述受光元件與所述修正受光元件的光入射側(cè)，對(duì)波長(zhǎng)比所述可視光波段長(zhǎng)的一側(cè)的部分波段具有抑制透過(guò)特性。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的攝像元件，其特征在于所述抑制部具有抑制波長(zhǎng)比所述可視光波段長(zhǎng)的一側(cè)波段中的透過(guò)率上升部的特性。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的攝像元件，其特征在于所述抑制部具有抑制包含波長(zhǎng)780nm的波段中的透過(guò)率的特性。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的攝像元件，其特征在于所述抑制部是配備在所述入射光的入射面中的透鏡。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件，其特征在于根據(jù)所述受光元件得到的觀測(cè)結(jié)果與所述修正受光元件得到的觀測(cè)結(jié)果之差，求出所述特定的色分量的觀測(cè)結(jié)果。
18.一種攝像元件，具備濾光器，通過(guò)光學(xué)重疊用于抽取入射光中綠分量的第1濾光器元件和用于抽取藍(lán)分量的第2濾光器元件中的至少之一、與用于抽取紅分量的第3濾光器元件來(lái)構(gòu)成；和受光元件，經(jīng)由所述濾光器來(lái)觀測(cè)所述入射光。
19.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像元件，其特征在于還具備運(yùn)算部，從由所述綠受光元件觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值中，減去由所述修正受光元件觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值，求出修正后的綠觀測(cè)數(shù)據(jù)值，從由所述藍(lán)受光元件觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值中，減去由所述修正受光元件觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值，求出修正后的藍(lán)觀測(cè)數(shù)據(jù)值，從由所述紅受光元件觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值中，減去由所述修正受光元件觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值，求出修正后的紅觀測(cè)數(shù)據(jù)值。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件，其特征在于所述修正濾光器通過(guò)多個(gè)色的光學(xué)重疊來(lái)形成。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件，其特征在于所述修正濾光器通過(guò)混合多個(gè)色料來(lái)形成。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件，其特征在于所述修正濾光器通過(guò)層疊多個(gè)色的濾光器來(lái)形成。
23.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像元件，其特征在于還具備運(yùn)算部，從由所述紅受光元件觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值中，減去由所述修正受光元件觀測(cè)到的觀測(cè)數(shù)據(jù)值，并求出表示所述入射光的可視光波段強(qiáng)度的數(shù)據(jù)值。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件，其特征在于所述濾光器具備用于抽取黃分量的黃濾光器；用于抽取品紅分量的品紅濾光器；和用于抽取青分量的青濾光器，所述受光元件具備經(jīng)由所述黃濾光器來(lái)觀測(cè)所述入射光的黃受光元件；經(jīng)由所述品紅濾光器來(lái)觀測(cè)所述入射光的品紅受光元件；和經(jīng)由所述青濾光器來(lái)觀測(cè)所述入射光的青受光元件。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的攝像元件，其特征在于所述修正濾光器通過(guò)光學(xué)重疊青分量與紅分量來(lái)形成。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的攝像元件，其特征在于所述修正濾光器通過(guò)光學(xué)重疊紫分量與紅分量來(lái)形成。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的攝像元件，其特征在于所述黃濾光器、所述品紅濾光器、所述青濾光器、所述修正濾光器配置成網(wǎng)眼狀，形成面，并形成色分離的一單位。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的攝像元件，其特征在于還具備透鏡，該透鏡配置于所述濾光器和所述修正濾光器的光入射側(cè)，抑制與可視光波段之間的邊界側(cè)的紅外段中的透過(guò)率。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的攝像元件，其特征在于還具備樹(shù)脂層，該樹(shù)脂層配置于所述濾光器和所述修正濾光器的光入射側(cè)與光射出側(cè)中至少之一，抑制與可視光波段之間的邊界側(cè)的紅外段中的透過(guò)率。
30.根據(jù)權(quán)利要求24所述的攝像元件，其特征在于在所述黃濾光器與所述品紅濾光器中，加入抑制與可視光波段之間的邊界側(cè)的紅外段中的透過(guò)率的色料。
31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件，其特征在于還具備遮光膜，用于抑制所述入射光中、未直接入射到所述受光元件的光的反射。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的攝像元件，其特征在于還具備配置所述受光元件的基板，所述遮光膜被配備于作為所述基板的所述入射光的入射側(cè)面的、除使所述入射光入射到所述受光元件的區(qū)域之外的其它區(qū)域中。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的攝像元件，其特征在于所述遮光膜在可視光波段下具有抑制透過(guò)特性。
全文摘要
在本發(fā)明的實(shí)施例中，攝像元件(1)具備用于抽取入射光中特定的色分量的濾光器(2B)；經(jīng)由濾光器(2B)來(lái)觀測(cè)入射光的受光元件(3B)；在可視光波段下具有抑制透過(guò)特性、并且在波長(zhǎng)比可視光波段長(zhǎng)的一側(cè)波段中具有透過(guò)特性的修正濾光器(2B1k)；和為了修正受光元件(3B)得到的觀測(cè)結(jié)果、經(jīng)由修正濾光器(2B1k)來(lái)觀測(cè)入射光的修正受光元件(3B1k)。
文檔編號(hào)H04N5/335GK1957473SQ20058001643
公開(kāi)日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2005年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月30日
發(fā)明者福吉健藏, 北村智史 申請(qǐng)人:凸版印刷株式會(huì)社