(57)【要約】【課題】簡便な構成で、低色温度の照明を用いた時にも色の再現性が高いカラーフィルタを備えた固体撮像装置を提供する。【解決手段】複数の画素が２次元状に配列された固体撮像装置であって、画素毎に、入射光のうち所定波長の光を透過させる色分離フィルタを備え、色分離フィルタは、紫外線波長領域より長波長の光を透過させる紫外線カットフィルタと、可視光線波長領域及び近赤外線波長領域の一部の光を透過させる透過帯域を有する第１の可視近赤外フィルタと、可視光線波長領域及び近赤外線波長領域のうちの第１の可視近赤外フィルタと異なる透過帯域を有する第２の可視近赤外フィルタとを備え、紫外線カットフィルタと第１の可視近赤外フィルタと第２の可視近赤外フィルタとは積層されている。【選択図】図３
2010212306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が２次元状に配列された固体撮像装置であって、
画素毎に、入射光のうち所定波長の光を透過させる色分離フィルタを備え、
前記色分離フィルタは、
紫外線波長領域より長波長の光を透過させる紫外線カットフィルタと、
可視光線波長領域及び近赤外線波長領域の一部の光を透過させる透過帯域を有する第１の可視近赤外フィルタと、
可視光線波長領域及び近赤外線波長領域のうちの前記第１の可視近赤外フィルタと異なる透過帯域を有する第２の可視近赤外フィルタとを備え、
前記紫外線カットフィルタと前記第１の可視近赤外フィルタと前記第２の可視近赤外フィルタとは積層されている
固体撮像装置。
【請求項２】
前記固体撮像装置は、前記複数の画素として、第１の画素、第２の画素、第３の画素及び第４の画素を備え、
前記色分離フィルタは、
前記第１の画素では、前記入射光のうち可視光線波長領域の赤色領域の光と近赤外線波長領域の光とを透過させ、
前記第２の画素では、前記入射光のうち可視光線波長領域の緑色領域の光と近赤外線波長領域の光とを透過させ、
前記第３の画素では、前記入射光のうち可視光線波長領域の青色領域の光と近赤外線波長領域の光とを透過させ、
前記第４の画素では、前記入射光のうち近赤外線波長領域の光を透過させ、可視光線波長領域の光を略遮断する
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記色分離フィルタは、近赤外線波長領域に、１００ｎｍ以上の幅の透過帯域を有する
請求項１または請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記色分離フィルタは、近赤外線波長領域に、中心波長が７００ｎｍ以上にある透過帯域を有する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記紫外線カットフィルタは、４００ｎｍ以上の波長の光を透過させる
請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記紫外線カットフィルタは、多層膜干渉フィルタであり、
前記多層膜干渉フィルタは、
前記所定波長の光に関連して設定される設定波長をλ1とした場合に、
λ1／８の光学膜厚を有する高屈折率材料からなる２つのλ1／８層と、
前記２つのλ1／８層の間に形成され、λ1／４の光学膜厚を有する低屈折率材料からなる第１の層及びλ1／４の光学膜厚を有する高屈折率材料からなる第２の層とから構成される２組のλ／４多層膜と、
前記２組のλ／４多層膜の間に形成され、低屈折率材料からなる第１のスペーサ層とを備え、
前記第１のスペーサ層は、前記画素毎に、透過させる所定波長の光に応じた光学膜厚を有する
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記固体撮像装置は、前記複数の画素として、第１の画素、第２の画素、第３の画素及び第４の画素を備え、
前記第１のスペーサ層は、前記第１の画素、第２の画素、第３の画素及び第４の画素に応じた２種類の光学膜厚を有し、
前記第３の画素では、０以上λ1／４以下の光学膜厚であり、
前記第１、第２及び第４の画素では、λ1／４以上λ1／２以下の光学膜厚である
請求項６に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記第１の可視近赤外フィルタは、多層膜干渉フィルタであり、
当該多層膜干渉フィルタは、
前記所定波長の光に関連して設定される設定波長をλ2とした場合に、
λ2／４の光学膜厚を有する高屈折率材料からなる第１の層及び前記第１の層の光学膜厚と等しいλ2／４の光学膜厚を有する低屈折率材料からなる第２の層から構成されるλ2／４多層膜と、
前記画素毎に透過させる所定波長の光に応じた光学膜厚を有し、低屈折率材料からなる第２、第３及び第４のスペーサ層とを備え、
前記第２のスペーサ層及び前記第３のスペーサ層の間と、前記第３のスペーサ層及び前記第４のスペーサ層の間とには、前記λ2／４多層膜が形成されている
請求項１または６に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記固体撮像装置は、前記複数の画素として、第１の画素、第２の画素、第３の画素及び第４の画素を備え、
前記第２、前記第３及び前記第４のスペーサ層は、前記第１の画素、第２の画素、第３の画素及び第４の画素に応じた４種類の光学膜厚を有し、
前記第２、前記第３及び前記第４のスペーサ層は、
前記第１の画素では、０以上λ2／４以下の光学膜厚を有し、
前記第２の画素では、λ2／２に略等しい光学膜厚を有し、
前記第３の画素では、λ2／４以上λ2／２以下の光学膜厚を有し、
前記第４の画素では、λ2／４に略等しい光学膜厚を有する
請求項８に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記第１の可視近赤外フィルタは、多層膜干渉フィルタであり、
当該多層膜干渉フィルタは、
前記所定波長の光に関連して設定される設定波長をλ2とした場合に、
λ2／４の光学膜厚を有する高屈折率材料からなる第１の層及び前記第１の層の光学膜厚と等しいλ2／４の光学膜厚を有する低屈折率材料からなる第２の層とから構成されるλ2／４多層膜と、
前記画素毎に透過させる所定波長の光に応じた光学膜厚を有し、低屈折率材料からなる第２及び第３のスペーサ層とを備え、
前記第２のスペーサ層及び前記第３のスペーサ層の間に、前記λ2／４多層膜が形成されている
請求項１または６に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記固体撮像装置は、前記複数の画素として、第１の画素、第２の画素、第３の画素及び第４の画素を備え、
前記第２及び前記第３のスペーサ層は、前記第１の画素、第２の画素、第３の画素及び第４の画素に応じた４種類の光学膜厚を有し、
前記第２及び前記第３のスペーサ層は、
前記第１の画素では、０以上λ2／４以下の光学膜厚を有し、
前記第２の画素では、λ2／２に略等しい光学膜厚を有し、
前記第３の画素では、λ2／４以上λ2／２以下の光学膜厚を有し、
前記第４の画素では、λ2／４に略等しい光学膜厚を有する
請求項１０に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記第２可視近赤外フィルタは、多層膜干渉フィルタであり、
当該多層膜干渉フィルタは、
前記所定波長の光に関連して設定される設定波長をλ3とした場合に、
λ3／８の光学膜厚を有する低屈折率材料からなるλ3／８層と、
λ3／４の光学膜厚を有する高屈折率材料からなるλ3／４層と、
λ3／２の光学膜厚を有する低屈折率材料からなるλ3／２層と、
λ3／４の光学膜厚を有する高屈折率材料からなる２つの第６の層及び当該２つの第６の層の間に形成されるλ3／４の光学膜厚を有する低屈折率材料からなる第７の層から構成されるλ2／４多層膜とが積層されている
請求項１、６または１０に記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
前記第２の可視近赤外フィルタは、
７００〜８００ｎｍの間の波長領域に実質的に透明でない帯域を有する
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
前記設定波長λ1は、２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である
請求項６に記載の固体撮像装置。
【請求項１５】
前記設定波長λ2は、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下である
請求項８または１０に記載の固体撮像装置。
【請求項１６】
前記設定波長λ3は、７００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下である
請求項１２に記載の固体撮像装置。
【請求項１７】
前記色分離フィルタ上には、集光素子が形成され、
前記集光素子は、入射光の波長と同程度かそれよりも短い線幅で分割された同心構造の光透過膜で生じる実効屈折率分布を備える
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１８】
前記紫外線カットフィルタと前記第１の可視近赤外フィルタと前記第２の可視近赤外フィルタとは同じ材料を用いて形成されている
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１９】
前記紫外線カットフィルタは、少なくとも
窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ハフニウムを含む材料を用いて形成されている
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項２０】
前記固体撮像装置では、前記第４の画素の色分離フィルタを透過した光を輝度信号として使用する
請求項２に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置に関し、特に、可視光と近赤外光を検知する固体撮像装置が備えるカラーフィルタの色分離技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラや携帯電話機等、固体撮像装置の適用範囲が爆発的に拡大しつつあり、いずれの分野においてもカラー化が必須となっている。
【０００３】
それに対して、固体撮像素子をカラー化する技術がいくつか提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００４】
図１１は、特許文献１におけるカラー化された固体撮像装置に関する図である。図１１（ａ）では、その固体撮像装置の画素配列を示しており、図１１（ｂ）では、その固体撮像装置における画素の分光特性を示している。
【０００５】
この固体撮像素子では、図１１（ａ）に示すように、赤外カットフィルタを無くし、ＲＧＢの光成分を透過するカラーフィルタが配置された画素に加えて入射光中のＩＲ成分のみを透過する赤外光フィルタ（ＩＲフィルタ）を配置する。それにより、この固体撮像素子は、ＩＲ成分のみを検出する赤外受光画素を有する。ここで、ＩＲ画素におけるＩＲフィルタは、ＲフィルタとＢフィルタとが積層されて構成されている。
【０００６】
また、この固体撮像素子では、赤外受光画素（以下、ＩＲ画素と記載。）が出力する信号は、ＩＲ成分に起因して生じる信号量に関する情報を各受光画素に与える参照信号となる。すなわち、ＩＲ画素からの参照信号を用いることで、ＲＧＢの各受光画素から出力される各色信号に含まれるＩＲ成分の影響を除去する色信号処理を行うことができる。
【０００７】
なお、図１１（ａ）では、カラーフィルタに顔料または染料などの有機材料を用いた場合（以下、有機フィルタと記載。）の固体撮像素子の構成を示しているが、カラーフィルタに誘電体多層膜を用いて固体撮像素子を構成してもよい（例えば、下記特許文献２及び３参照）。以下、カラーフィルタに誘電体多層膜を用いた固体撮像素子の例を説明する。
【０００８】
図１２と図１３とは、カラーフィルタに誘電体多層膜を用いた固体撮像装置に関する図である。図１２（ａ）は、下記特許文献２の固体撮像素子におけるＲ、Ｇ、Ｂ画素構成のカラーフィルタとして誘電体多層膜を用いた場合のカラーフィルタの断面構成を示し、図１２（ｂ）は、この特許文献２の固体撮像素子におけるカラーフィルタの透過特性を示している。同様に、図１３（ａ）は、下記特許文献３の固体撮像素子におけるＲ、Ｇ、Ｂ画素構成にＩＲ画素を加えたカラーフィルタとして誘電体多層膜を用いた場合のカラーフィルタの断面構成を示し、図１３（ｂ）は、この特許文献３の固体撮像素子におけるカラーフィルタの透過特性を示している。
【０００９】
これら（特許文献２及び特許文献３）の固体撮像素子における誘電体多層膜を用いたカラーフィルタでは、上述した有機フィルタと同様にＲ、Ｇ、Ｂ及びＩＲの色分離が可能である。
【特許文献１】特開２００６−２３７７３７号公報
【特許文献２】国際公開第０５／０６９３７６号
【特許文献３】特願２００８−１７１７１４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）に示すように、上記特許文献１及び上記特許文献２では、各画素すなわちＲ、Ｇ、Ｂ画素における７００ｎｍ〜８５０ｎｍの分光特性にばらつきがある。そのため、Ｒ、Ｇ、Ｂ画素からの信号出力からＩＲ画素の参照信号を差分する際、Ｒ、Ｇ、Ｂ画素におけるＩＲ信号が差分しきれず、色ずれが生じてしまう。この色ずれは、特に、低色温度の照明に対して生じる。
【００１１】
ここで、Ｒ、Ｇ、Ｂ画素におけるＩＲ信号が差分しきれないことには、Ｒ、Ｇ、Ｂ画素からＩＲ信号が差分しきれないことだけでなくＲ、Ｇ、Ｂ画素からＩＲ信号を差分しすぎてしまうことも含む。また、色ずれとは、Ｒ、Ｇ、Ｂ画素の本来視認される発光色からずれることである。
【００１２】
これに対して、図１６（ｂ）に示すように、上記特許文献３における各画素すなわちＲ、Ｇ、Ｂ、ＩＲ画素では、近赤外波長帯域の透過帯域幅が１００ｎｍ以下で、かつ概ね近赤外波長帯域の分光特性がそろっている。しかし、上記特許文献３の構成では、ＩＲ画素は、４２０ｎｍ付近にピークをもち、さらに可視光波長帯域全域で１０〜２０％透過する分光特性をもつため、特に青色の色ずれが発生する。
【００１３】
さらに、上記特許文献３の構成では、近赤外波長帯域の透過特性が狭帯域であるため、夜間などでＩＲ光を用いた撮影を行う場合、十分な露光を得るためにこの構成に合わせた専用のＩＲ光源が必要となる。
【００１４】
そこで、本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、簡便な構成で、低色温度の照明を用いた時にも色の再現性が高いカラーフィルタを備えた固体撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明に係る固体撮像装置は、複数の画素が２次元状に配列された固体撮像装置であって、画素毎に、入射光のうち所定波長の光を透過させる色分離フィルタを備え、前記色分離フィルタは、紫外線波長領域より長波長の光を透過させる紫外線カットフィルタと、可視光線波長領域及び近赤外線波長領域の一部の光を透過させる透過帯域を有する第１の可視近赤外フィルタと、可視光線波長領域及び近赤外線波長領域のうちの前記第１の可視近赤外フィルタと異なる透過帯域を有する第２の可視近赤外フィルタとを備え、前記紫外線カットフィルタと前記第１の可視近赤外フィルタと前記第２の可視近赤外フィルタとは積層されている。
【００１６】
このようにすれば、紫外線カットフィルタと第１の可視近赤外フィルタと第２の可視近赤外フィルタの３つのフィルタの積層構成による分光特性により、色分離フィルタの７００ｎｍ以上の分光特性をＲ、Ｇ、Ｂ、ＩＲ画素において許容できる程度のばらつきで一致させることが可能となる。したがって、低色温度の照明を用いたときにおいても色ずれが起こることなく、高い色再現性を実現することができる。
【００１７】
また、前記固体撮像装置は、前記複数の画素として、第１の画素、第２の画素、第３の画素及び第４の画素を備え、前記色分離フィルタは、前記第１の画素では、前記入射光のうち可視光線波長領域の赤色領域の光と近赤外線波長領域の光とを透過させ、前記第２の画素では、前記入射光のうち可視光線波長領域の緑色領域の光と近赤外線波長領域の光とを透過させ、前記第３の画素では、前記入射光のうち可視光線波長領域の青色領域の光と近赤外線波長領域の光とを透過させ、前記第４の画素では、前記入射光のうち近赤外線波長領域の光を透過させ、可視光線波長領域の光を略遮断するとしてもよい。
【００１８】
この構成により、低色温度の照明を用いたときにおいても色ずれが起こることなく、高い色再現性を実現することができる。
【００１９】
また、前記色分離フィルタは、近赤外線波長領域に、１００ｎｍ以上の幅の透過帯域を有してもよい。
【００２０】
この構成により、複数の画素毎の色分離フィルタにおいて第１の近赤外領域の透過帯域をほぼ等しくすることが可能となる。
【００２１】
また、前記色分離フィルタは、近赤外線波長領域に、中心波長が７００ｎｍ以上にある透過帯域を有してもよい。
【００２２】
この構成により、近赤外領域の光を選択的に透過する色分離フィルタが実現可能となる。
【００２３】
また、前記紫外線カットフィルタは、４００ｎｍ以上の波長の光を透過させるとしてもよい。
【００２４】
この構成により、低色温度の照明を用いたときにおいても色ずれが起こることなく、高い色再現性を実現することができる。
【００２５】
また、前記紫外線カットフィルタは、多層膜干渉フィルタであり、前記多層膜干渉フィルタは、前記所定波長の光に関連して設定される設定波長をλ1とした場合に、λ1／８の光学膜厚を有する高屈折率材料からなる２つのλ1／８層と、前記２つのλ1／８層の間に形成され、λ1／４の光学膜厚を有する低屈折率材料からなる第１の層及びλ1／４の光学膜厚を有する高屈折率材料からなる第２の層とから構成される２組のλ1／４多層膜と、前記２組のλ1／４多層膜の間に形成され、低屈折率材料からなる第１のスペーサ層とを備え、前記第１のスペーサ層は、前記画素毎に、透過させる所定波長の光に応じた光学膜厚を有するとしてもよい。
【００２６】
このようにすれば、多層膜干渉フィルタを用いて色分離することが可能となり、高い信頼性を実現することができる。
【００２７】
また、前記固体撮像装置は、前記複数の画素として、第１の画素、第２の画素、第３の画素及び第４の画素を備え、前記第１のスペーサ層は、前記第１の画素、第２の画素、第３の画素及び第４の画素に応じた２種類の光学膜厚を有し、前記第３の画素では、０以上λ1／４以下の光学膜厚であり、前記第１、第２及び第４の画素では、λ1／４以上λ1／２以下の光学膜厚であるとしてもよい。
【００２８】
このようにすれば、スペーサ層の膜厚変化のみで色分離することが可能となり、多層膜の形成プロセスが容易になる。
【００２９】
また、前記第１の可視近赤外フィルタは、多層膜干渉フィルタであり、当該多層膜干渉フィルタは、前記所定波長の光に関連して設定される設定波長をλ2とした場合に、λ2／４の光学膜厚を有する高屈折率材料からなる第１の層及び前記第１の層の光学膜厚と等しいλ2／４の光学膜厚を有する低屈折率材料からなる第２の層から構成されるλ2／４多層膜と、前記画素毎に透過させる所定波長の光に応じた光学膜厚を有し、低屈折率材料からなる第２、第３及び第４のスペーサ層とを備え、前記第２のスペーサ層及び前記第３のスペーサ層の間と、前記第３のスペーサ層及び前記第４のスペーサ層の間とには、前記λ2／４多層膜が形成されているとしてもよい。
【００３０】
このようにすれば、多層膜干渉フィルタを用いて色分離することが可能となり、高い信頼性を実現することができる。
【００３１】
また、前記固体撮像装置は、前記複数の画素として、第１の画素、第２の画素、第３の画素及び第４の画素を備え、前記第２、前記第３及び前記第４のスペーサ層は、前記第１の画素、第２の画素、第３の画素及び第４の画素に応じた４種類の光学膜厚を有し、前記第２、前記第３及び前記第４のスペーサ層は、前記第１の画素では、０以上λ2／４以下の光学膜厚を有し、前記第２の画素では、λ2／２に略等しい光学膜厚を有し、前記第３の画素では、λ2／４以上λ2／２以下の光学膜厚を有し、前記第４の画素では、λ2／４に略等しい光学膜厚を有するとしてもよい。
【００３２】
このようにすれば、複数のスペーサ層の膜厚変化のみで色分離を行うことが可能となる。また、複数のスペーサ層を用いることで色分離性に優れたカラーフィルタを実現することができる。そして、広帯域で、優れた透過特性をもつカラーフィルタを実現することができる。
【００３３】
また、前記第１の可視近赤外フィルタは、多層膜干渉フィルタであり、当該多層膜干渉フィルタは、前記所定波長の光に関連して設定される設定波長をλ2とした場合に、λ2／４の光学膜厚を有する高屈折率材料からなる第１の層及び前記第１の層の光学膜厚と等しいλ2／４の光学膜厚を有する低屈折率材料からなる第２の層とから構成されるλ2／４多層膜と、前記画素毎に透過させる所定波長の光に応じた光学膜厚を有し、低屈折率材料からなる第２及び第３のスペーサ層とを備え、前記第２のスペーサ層及び前記第３のスペーサ層の間に、前記λ2／４多層膜が形成されているとしてもよい。
【００３４】
このようにすれば、多層膜干渉フィルタを用いて色分離することが可能となり、高い信頼性を実現することができる。
【００３５】
また、前記固体撮像装置は、前記複数の画素として、第１の画素、第２の画素、第３の画素及び第４の画素を備え、前記第２及び前記第３のスペーサ層は、前記第１の画素、第２の画素、第３の画素及び第４の画素に応じた４種類の光学膜厚を有し、前記第２及び前記第３のスペーサ層は、前記第１の画素では、０以上λ2／４以下の光学膜厚を有し、前記第２の画素では、λ2／２に略等しい光学膜厚を有し、前記第３の画素では、λ2／４以上λ2／２以下の光学膜厚を有し、前記第４の画素では、λ2／４に略等しい光学膜厚を有するとしてもよい。
【００３６】
このようにすれば、複数のスペーサ層の膜厚変化のみで色分離を行うことが可能となる。また、複数のスペーサ層を用いることで色分離性に優れたカラーフィルタを実現することができる。そして、広帯域で、優れた透過特性をもつカラーフィルタを実現することができる。
【００３７】
また、前記第２可視近赤外フィルタは、多層膜干渉フィルタであり、当該多層膜干渉フィルタは、前記所定波長の光に関連して設定される設定波長をλ3とした場合に、λ3／８の光学膜厚を有する低屈折率材料からなるλ3／８層と、λ3／４の光学膜厚を有する高屈折率材料からなるλ3／４層と、λ3／２の光学膜厚を有する低屈折率材料からなるλ3／２層と、λ3／４の光学膜厚を有する高屈折率材料からなる２つの第６の層及び当該２つの第６の層の間に形成されるλ3／４の光学膜厚を有する低屈折率材料からなる第７の層から構成されるλ2／４多層膜とが積層されているとしてもよい。
【００３８】
このようにすれば、複数のスペーサ層の膜厚変化のみで色分離を行うことが可能となる。また、複数のスペーサ層を用いることで色分離性に優れたカラーフィルタを実現することができる。
【００３９】
また、前記第２の可視近赤外フィルタは、７００〜８００ｎｍの間の波長領域に実質的に透明でない帯域を有するとしてもよい。
【００４０】
この構成により、赤外カットフィルタがなくても色の再現性が高い固体撮像装置を提供することができる。
【００４１】
また、前記設定波長λ1は、２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であってもよい。ここで、前記設定波長λ2は、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下でもよく、さらに前記設定波長λ3は、７００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下でもよい。
【００４２】
このようにすれば、可視光と近赤外光を撮像するために用いる固体撮像装置のための優れた色分離フィルタを実現することができる。
【００４３】
また、前記色分離フィルタ上には、集光素子が形成され、前記集光素子は、入射光の波長と同程度かそれよりも短い線幅で分割された同心構造の光透過膜で生じる実効屈折率分布を備えるとしてもよい。
【００４４】
このようにすれば、斜め入射光での集光効率の増加、解像度及び感度の向上をはかり、高画素でかつ色の再現性が高い固体撮像素子が実現できる。
【００４５】
また、前記紫外線カットフィルタと前記第１の可視近赤外フィルタと前記第２の可視近赤外フィルタとは同じ材料を用いて形成されているとしてもよい。
【００４６】
このようにすれば、多層膜干渉フィルタの製造コストを低減することができる。
また、前記紫外線カットフィルタは、少なくとも窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ハフニウムを含む材料を用いて形成されているとしてもよい。
【００４７】
このようにすれば、可視光の広い領域と近赤外光を選択的に透過させることが可能となる。
【００４８】
また、前記固体撮像装置では、前記第４の画素の色分離フィルタを透過した光を輝度信号として使用するとしてもよい。
【００４９】
このようにすれば、第４の種類の色分離フィルタを透過した光の輝度情報を用いることで、演算による輝度情報の劣化を無くし高色ＳＮの画像を得ることが出来る。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、簡便な構成で、低色温度の照明を用いた時にも色の再現性が高いカラーフィルタを備えた固体撮像装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、本発明に係る固体撮像装置の実施の形態について、デジタルスチルカメラを例にとり、図面を参照しながら説明する。なお、本発明について、以下の実施の形態及び添付の図面を用いて説明を行うが、これは例示を目的としており、本発明がこれらに限定されることを意図しない。
【００５２】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態に係るデジタルスチルカメラの構成について説明する。
【００５３】
図１は、実施の形態１に係るデジタルスチルカメラの主要な機能構成を示すブロック図である。
【００５４】
図１に示されるように、本実施の形態に係るデジタルスチルカメラ１は、レンズ１０１、固体撮像装置１０２、色信号合成部１０３、映像信号作成部１０４及び素子駆動部１０５を備えている。
【００５５】
レンズ１０１は、デジタルスチルカメラ１に入射した光を固体撮像装置１０２の撮像領域上に結像させる。
【００５６】
固体撮像装置１０２は、入射光を光電変換して色信号を生成するＭＯＳ型イメージセンサ等である。
【００５７】
素子駆動部１０５は、固体撮像装置１０２から色信号を取り出す回路である。
色信号合成部１０３は、固体撮像装置１０２から受け付けた色信号に色シェーディングを施すＤＳＰ等である。
【００５８】
映像信号作成部１０４は、色信号合成部１０３で色シェーディングを施された色信号からカラー映像信号を生成するＤＳＰ等である。
【００５９】
なお、カラー映像信号は、最終的にカラー画像データとして記録媒体に記録される。
次に、固体撮像装置１０２の構成について説明する。
【００６０】
図２は、実施の形態１に係る固体撮像装置１０２の概略構成を示す図である。
図２に示されるように、固体撮像装置１０２は、２次元配列された単位画素２０１の各行を垂直シフトレジスタ２０２により選択し、その行信号を水平シフトレジスタ２０３により選択して、単位画素２０１毎のカラー信号を出力アンプ２０４から出力する。つまり、固体撮像装置１０２では、駆動回路２０５が垂直シフトレジスタ２０２、水平シフトレジスタ２０３及び出力アンプ２０４を駆動する。
【００６１】
単位画素２０１は、図２に示されるように複数形成されており、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、ＩＲ（赤外）のいずれかの信号を出力する画素である。
【００６２】
図３は、実施の形態１に係る固体撮像装置１０２の単位画素２０１の断面図である。
固体撮像装置１０２では、図３に示されるように、Ｎ型半導体層３０１上にＰ型半導体層３０２、層間絶縁膜３０４、色分離フィルタ３０６及び分布屈折率レンズ３０７が順次積層されている。色分離フィルタ３０６と分布屈折率レンズ３０７との間には、略平坦化されている層間膜３３２が形成されている。また、Ｐ型半導体層３０２の層間絶縁膜３０４側には、Ｎ型不純物がイオン注入されてなるフォトダイオード３０３が単位画素２０１毎に形成されている。個々のフォトダイオード３０３は、分布屈折率レンズ３０７とは対応関係にあり、隣り合うフォトダイオード３０３の間にはＰ型半導体層（素子分離領域という）が介在している。また、層間絶縁膜３０４中には遮光膜３０５が形成されている。遮光膜３０５は、分布屈折率レンズ３０７を透過した光が対応関係にないフォトダイオード３０３に入射するのを防ぐ。
【００６３】
色分離フィルタ３０６は、固体撮像装置１０２への入射光のうち４００ｎｍ以上の光を透過させる紫外線カットフィルタ３０６ａと、Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＩＲの光に色分離を行う第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂと、可視光及び近赤外光を透過する第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃとを積層した構成を有する。そして、この固体撮像装置１０２は、このような色分離フィルタ３０６を備えることで、Ｒ、Ｇ、Ｂ画素における波長７００ｎｍ〜８５０ｎｍの分光特性のばらつきを抑制することができる。
【００６４】
図４Ａ〜図４Ｇは、実施の形態１に係る固体撮像装置１０２における色分離フィルタ３０６の構成及びその分光特性を示す図である。
【００６５】
具体的には、図４Ａは、色分離フィルタ３０６における４００ｎｍ以上の光を透過させる紫外線カットフィルタ３０６ａの構成の概略を示しており、図４Ｂは、紫外線カットフィルタ３０６ａの分光特性を示している。図４Ｃは、Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＩＲの光に色分離を行う第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂの構成の概略を示しており、図４Ｄは、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂの分光特性を示している。また、図４Ｅは、可視光及び近赤外光を透過する第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃの構成の概略を示しており、図４Ｆは、第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃの分光特性を示している。そして、図４Ｇは、紫外線カットフィルタ３０６ａ、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂ及び第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃを備える色分離フィルタ３０６の分光特性を示している。
【００６６】
［紫外線カットフィルタ３０６ａの構成及び透過特性］
紫外線カットフィルタ３０６ａは、下記に説明する層構成からなる。
【００６７】
紫外線カットフィルタ３０６ａは、入射光の設定波長をλ1（例えば、３８０［ｎｍ］）としたとき、屈折率が異なる２種類の材料から形成される２組のλ1／４多層膜と、２組のλ1／４多層膜とに挟まれて形成される低屈折率材料からなるスペーサ層とを備える。また、紫外線カットフィルタ３０６ａは、２組のλ1／４多層膜を挟むよう上下に形成された高屈折率材料からなるλ1／８多層膜を備える。
【００６８】
２組のλ1／４多層膜はそれぞれ、設定波長λ1の１／４に略等しい光学膜厚を有し、屈折率が異なる２種類の材料すなわち高屈折率材料からなる第１の層と低屈折率材料からなる第２の層とで構成され、λ1／８多層膜は、高屈折率材料からなる第１の層で構成される。
【００６９】
紫外線カットフィルタ３０６ａは、図４Ａに示すように、第１の層４０３、４０５、４０７、４０９及び第２の層４０４、４０６、４０８からなる。具体的には、第２の層４０４及び第１の層４０５が順次形成された１組目のλ1／４多層膜と、第１の層４０７及び第２の層４０８が順次積層された２組目のλ1／４多層膜との２組のλ1／４多層膜を有する。この２組のλ1／４多層膜間には、低屈折率材料からなる第１のスペーサ層４０６が形成されている。また、高屈折率材料の第１の層４０３及び４０９からなるλ1／８多層膜が２組のλ1／４多層膜を挟むように形成されている。
【００７０】
さらに、紫外線カットフィルタ３０６ａの最下層の第１の層４０３の下には、紫外線カットフィルタ３０６ａの下部に形成される第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂと接続するための低屈折率材料層４０２が形成されている。誘電体多層膜からなる色分離フィルタ３０６を形成するために、紫外線カットフィルタ３０６ａの最下層の高屈折率材料の第１の層４０３と第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂの最上層の高屈折率材料の第３の層４３１の間に、第１の層４０３と第３の層４３１の屈折率より低い屈折率材料で形成される低屈折率材料層４０２が必要である。
【００７１】
このように、紫外線カットフィルタ３０６ａの層数は、図４Ａに示すように、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）及び近赤外（ＩＲ）のいずれの画素領域においても７層である。
【００７２】
ここで、屈折率が異なる２種類の材料の層のうち、第２の層４０４及び４０８は、具体的には、二酸化珪素（ＳｉＯ2）からなる低屈折率材料で構成されている。第１の層４０３、４０５、４０７及び４０９は、具体的には、二酸化チタン（ＴｉＯ2）からなる高屈折率材料で構成されている。また、低屈折率材料層４０２は、工程を簡便にするため具体的には二酸化珪素（ＳｉＯ2）からなる低屈折率材料で構成されている。
【００７３】
また、第１のスペーサ層４０６は、紫外線カットフィルタ３０６ａの単位画素２０１において透過させる光に応じた光学膜厚を有している。そのため、紫外線カットフィルタ３０６ａ全体の物理的な膜厚は、単位画素２０１において透過させる光毎に異なっている。例えば、第１のスペーサ層４０６は、０以上λ1／４以下とλ1／４以上λ1／２以下との２種類の光学膜厚を有し、その物理的な膜厚は、赤色（Ｒ）領域、緑色（Ｇ）領域、及び近赤外（ＩＲ）領域のそれぞれに対して、６８［ｎｍ］となっていて、青色（Ｂ）領域は２４［ｎｍ］となっている。ここで、物理膜厚と光学膜厚とには、物理膜厚に屈折率を乗じて得た値が光学膜厚となる関係がある。
【００７４】
したがって、第１のスペーサ層４０６は、透過対象の光を制御するために用いられる層であり、その膜厚を変えることによって、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）または近赤外（ＩＲ）の光を透過させることができる。
【００７５】
それに対して、紫外線カットフィルタ３０６ａでは、第１の層４０３、４０５、４０７及び４０９と第２の層４０４及び４０８とは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）及び近赤外（ＩＲ）の何れの領域においても光学膜厚が等しくなるように形成されている。また、低屈折率材料層４０２は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）及び近赤外（ＩＲ）の何れの領域においても光学膜厚が等しくなるよう形成されている。
【００７６】
具体的には、膜厚３９［ｎｍ］の二酸化チタンからなる高屈折率材料の第１の層４０５と、膜厚６８［ｎｍ］の二酸化珪素からなる低屈折率材料の第２の層４０４とにより１組のλ1／４多層膜が形成されている。また、同様に、膜厚６８［ｎｍ］の二酸化珪素からなる低屈折率材料の第２の層４０８と、膜厚３９［ｎｍ］の二酸化チタンからなる高屈折率材料の第１の層４０７とによりもう１組のλ1／４多層膜が形成されている。
【００７７】
また、膜厚２０［ｎｍ］の二酸化チタンからなる高屈折率材料の第１の層４０３及び４０９によりλ1／８膜が２組のλ1／４多層膜を挟むように上下に形成されている。
【００７８】
さらに、２組のλ1／４多層膜間には、二酸化珪素からなる低屈折率材料の第１のスペーサ層４０６が形成されており、透過させる光、すなわち赤色領域（Ｒ）、緑色領域（Ｇ）及び近赤外領域（ＩＲ）と、青色領域（Ｂ）とで異なっている。具体的には、第１のスペーサ層４０６では、青色領域：２４［ｎｍ］、赤色領域：６８［ｎｍ］、緑色領域：６８［ｎｍ］、近赤外領域：６８［ｎｍ］の異なる膜厚が形成されている。
【００７９】
また、第１の層４０３の下には、膜厚６８［ｎｍ］の二酸化珪素からなる低屈折率材料層４０２が形成されている。
【００８０】
以上のように、固体撮像装置１０２の紫外線カットフィルタ３０６ａは、形成されている。ここで、上記の設定波長である「λ1」は、３８０［ｎｍ］である。なお、図４Ａでは、図４Ｂに示す分光特性の測定のため、上記の紫外線カットフィルタ３０６ａを基板４０１上に形成し、紫外線カットフィルタ３０６ａ上にはＴＥＯＳ平坦化膜４３２を形成している場合を示している。
【００８１】
したがって、紫外線カットフィルタ３０６ａを上記の構成とすることで、第１のスペーサ層４０６の膜厚を変化させることのみで色分離を実現することができる。
【００８２】
また、図４Ｂは、本実施の形態１に係る紫外線カットフィルタ３０６ａの分光特性を示す図であり、マトリクス法を用いて算出された設計結果を示している。図４Ｂに示すグラフでは、縦軸は透過率を表し、横軸は透過光の波長を表しており、グラフ４１１、４１２はそれぞれ紫外線カットフィルタ３０６ａの青色領域、緑色領域、赤色領域及び近赤外領域の分光特性を示している。なお、分光特性の算出にあたっては、設定中心波長λを３８０ｎｍとしている。
【００８３】
そして、図４Ｂに示すように、紫外線カットフィルタ３０６ａは、約５５０ｎｍ以上の長波長領域では概ね透明である。ここで、概ね透明とは、透過率が８０％以上の場合としているが、それに限らない。好ましくは８０％以上だが、６０％以上でもよく、透明と認識できるならばその値は問わない。
【００８４】
［第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂの構成及び透過特性］
第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂは下記に説明する層構成からなる。
【００８５】
第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂは、入射光の設定波長をλ2（例えば、５３０［ｎｍ］）としたとき、屈折率が異なる２種類の材料から形成される２組のλ2／４多層膜と、この２組のλ2／４多層膜の上下に形成される高屈折率材料からなる２つのλ2／４膜を備える。また、屈折率が異なる２種類の材料から形成される２組のλ2／４多層膜の間と、この２組のλ2／４多層膜及び高屈折率材料からなる２つのλ2／４膜の間にそれぞれ低屈折率材料からなるスペーサ層が形成されている。
【００８６】
この２組のλ2／４多層膜はそれぞれ、設定波長λ2の１／４に略等しい光学膜厚を有し、屈折率が異なる２種類の材料すなわち高屈折率材料からなる第３の層と低屈折率材料からなる第４の層とで構成される。また、２つのλ2／４多層膜はそれぞれ、高屈折率材料からなる第３の層からなる。
【００８７】
具体的には、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂは、図４Ｃに示すように、第３の層４２３、第４の層４２４及び第３の層４２５が順次積層された１組目のλ2／４多層膜と、第３の層４２７、第４の層４２８及び第３の層４２９が順次積層された２組目のλ2／４多層膜との２組のλ2／４多層膜と、第３の層４２１からなる１つ目のλ2／４膜と、第３の層４３１からなる２つ目のλ2／４膜とを有している。
【００８８】
また、１つ目のλ2／４膜と１組目のλ2／４多層膜との間には、低屈折率材料からなる第１のスペーサ層４２２が形成され、２組のλ2／４多層膜間には、低屈折率材料からなる第２のスペーサ層４２６が形成されている。２つ目のλ2／４膜と２つ目のλ2／４膜の間には、低屈折率材料からなる第３のスペーサ層４３０が形成されている。
【００８９】
このように、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂの層数は、図４Ｂに示すように、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）及び近赤外（ＩＲ）の何れの画素領域においても１１層である。
【００９０】
ここで、屈折率が異なる２種類の材料の層のうち、第３の層４２１、４２３、４２５、４２７、４２９及び４３１は、具体的には、二酸化チタン（ＴｉＯ2）からなる高屈折率材料で構成されている。第４の層４２４及び４２８は、具体的には、二酸化珪素（ＳｉＯ2）からなる低屈折率材料で構成されている。
【００９１】
また、第１のスペーサ層４２２、第２のスペーサ層４２６及び第３のスペーサ層４３０は、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂの単位画素２０１において透過させる光に応じた光学膜厚を有している。例えば、第１のスペーサ層４２２、第２のスペーサ層４２６及び第３のスペーサ層４３０はそれぞれ、単位画素２０１において０以上λ2／４以下、λ2／４に略等しい、λ2／４以上λ2／２以下、λ2／２に略等しい４種類の光学膜厚を有し、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂ全体の物理的な膜厚は単位画素２０１において透過させる光毎に異なっている。
【００９２】
したがって、第１のスペーサ層４２２、第２のスペーサ層４２６及び第３のスペーサ層４３０は、透過対象の光を制御するために用いられる層であり、その膜厚を変えることによって、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）または近赤外（ＩＲ）の光を透過させることができる。また、第１のスペーサ層４２２、第２のスペーサ層４２６及び第３のスペーサ層４３０は、具体的には、二酸化珪素（ＳｉＯ2）からなる低屈折率材料で構成されている。
【００９３】
それに対して、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂでは、第３の層４２１、４２３、４２５、４２７、４２９及び４３１と、第４の層４２４及び４２８とは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）及び近赤外（ＩＲ）の何れの領域においても光学膜厚が等しくなるように形成されている。
【００９４】
具体的には、膜厚５２［ｎｍ］の二酸化チタンからなる高屈折率材料の第３の層４２３及び４２５と、膜厚９１［ｎｍ］の二酸化珪素からなる低屈折率材料の第４の層４２４とにより１組のλ2／４多層膜が形成されている。また、同様に、膜厚５２［ｎｍ］の二酸化チタンからなる高屈折率材料の第３の層４２７及び４２９と、膜厚９１［ｎｍ］の二酸化珪素からなる低屈折率材料の第４の層４２８とによりもう１組のλ2／４多層膜とが形成されている。また、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂでは、膜厚５２［ｎｍ］の二酸化チタンからなる高屈折率材料の第３の層４２１からなる１つ目のλ2／４膜と、膜厚５２［ｎｍ］の二酸化チタンからなる高屈折率材料の第３の層４３１からなる２つ目のλ2／４膜とが形成されている。
【００９５】
また、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂでは、１つ目のλ2／４膜と１組目のλ2／４多層膜との間には、低屈折率材料からなる第１のスペーサ層４２２が形成され、透過させる光毎、すなわち青色領域（Ｂ）、赤色領域（Ｒ）、緑色領域（Ｇ）及び近赤外領域（ＩＲ）で膜厚が異なっている。具体的には、第１のスペーサ層４２２では、青色領域：１４０［ｎｍ］、赤色領域：５５［ｎｍ］、緑色領域：１９０［ｎｍ］、近赤外領域：１０５［ｎｍ］のように透過させる光毎で異なる膜厚が形成されている。
【００９６】
また、２組のλ2／４多層膜間には、二酸化珪素からなる低屈折率材料の第２のスペーサ層４２６が形成されており、透過させる光毎、すなわち青色領域（Ｂ）、赤色領域（Ｒ）、緑色領域（Ｇ）及び近赤外領域（ＩＲ）で膜厚が異なっている。具体的には、第２のスペーサ層４２６では、青色領域：１４０［ｎｍ］、赤色領域：５５［ｎｍ］、緑色領域：１９０［ｎｍ］、近赤外領域：１０５［ｎｍ］のように透過させる光毎で異なる膜厚が形成されている。
【００９７】
また、２つ目のλ2／４膜と２組目のλ2／４多層膜との間には、低屈折率材料からなる第３のスペーサ層４３０が形成されおり、透過させる光毎、すなわち青色領域（Ｂ）、赤色領域（Ｒ）、緑色領域（Ｇ）及び近赤外領域（ＩＲ）で膜厚が異なっている。具体的には、第３のスペーサ層４３０では、青色領域：１４０［ｎｍ］、赤色領域：５５［ｎｍ］、緑色領域：１９０［ｎｍ］、近赤外領域：１０５［ｎｍ］のように透過させる光毎で異なる膜厚が形成されている。
【００９８】
以上のように、固体撮像装置１０２の第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂは、形成されている。ここで、上記の設定波長である「λ2」は、５３０［ｎｍ］である。なお、図４Ｃでは、図４Ｄに示す分光特性の測定のため、上記の第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂを基板４０１上に形成し、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂ上にはＴＥＯＳ平坦化膜４３２を形成している場合を示している。
【００９９】
したがって、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂを上記の構成とすることで、第１のスペーサ層４２２、第２のスペーサ層４２６、第３のスペーサ層４３０の膜厚を変化させることのみで色分離を実現することができる。
【０１００】
また、図４Ｄは、本実施の形態１に係る第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂの分光特性を示す図であり、マトリクス法を用いて算出された設計結果を示している。図４Ｂに示すグラフでは、縦軸は透過率を表し、横軸は透過光の波長を表しており、グラフ４４１、４４２、４４３及び４４４はそれぞれ第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂの青色領域、緑色領域、赤色領域及び近赤外領域の分光特性を示している。なお、分光特性の算出にあたっては、設定中心波長λ2を５３０ｎｍとしている。
【０１０１】
そして、図４Ｄに示すように、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂは、ＲＧＢ及びＩＲの色分離を実現することができるが、７００ｎｍ〜８５０ｎｍにおけるＲＧＢの分光特性にばらつきがある。
【０１０２】
［第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃの構成及び透過特性］
第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃは下記に説明する層構成からなる。
【０１０３】
第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃは、入射光の設定波長をλ3（例えば、９７０［ｎｍ］）としたとき、屈折率が異なる２種類の材料の層で形成される２組のλ3／４多層膜とを有し、この２組のλ3／４多層膜を挟むように、低屈折率材料からなるλ3／２膜と、高屈折率材料からなるλ3／４膜と、低屈折率材料からなるλ3／８膜とが順次形成されている。
【０１０４】
２組のλ3／４多層膜はそれぞれ、設定波長λ3の１／４に略等しい光学膜厚を有し、屈折率が異なる２種類の材料すなわち低屈折率材料からなる第５の層と、高屈折率材料からなる第６の層とで構成される。
【０１０５】
具体的には、第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃは、図４Ｅに示すように、第６の層４５４、第５の層４５５及び第６の層４５６が順次形成された１組目のλ3／４多層膜と、第６の層４５７、第５の層４５８及び第６の層４５９が順次積層された２組目のλ3／４多層膜とを有する。また、第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃは、可視光波長領域と近赤外波長領域とにおける透過率向上のため、第６の層４５４のＮ型半導体層３０１側及び第６の層４５９の分布屈折率レンズ３０７側に、それぞれ低屈折率材料からなるλ3／２膜４５３及び４６０と、それぞれ高屈折率材料からなるλ3／４膜４５２及び４６１とが形成されている。さらに、第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃでは、短波長領域の透過率向上のため、λ3／４膜４５２のＮ型半導体層３０１側及びλ3／４膜４６１の分布屈折率レンズ３０７側に、それぞれ低屈折率材料からなるλ3／８膜４５１及び４６２が形成されている。
【０１０６】
このように、第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃの層数は、図４Ｅに示すように、青色（Ｂ）、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び近赤外（ＩＲ）の何れの画素領域においても１２層である。
【０１０７】
ここで、λ3／４膜４５２と第６の層４５４、４５６、４５７及び４５９とλ3／４膜４６１とは、具体的には、二酸化チタン（ＴｉＯ2）からなる高屈折率材料で構成されており、λ3／８膜４５１とλ3／２膜４５３と第５の層４５５及び４５８とλ3／２膜４６０とλ3／８膜４６２とは、具体的には、二酸化珪素（ＳｉＯ2）からなる低屈折率材料で構成されている。
【０１０８】
また、第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃでは、第６の層４５４、４５６、４５７及び４５９と第５の層４５５及び４５８とλ3／２膜４５３及び４６０とλ3／４膜４５２及び４６１と、λ3／８膜４５１及び４６２とは、青色（Ｂ）、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び近赤外（ＩＲ）の何れの領域においても光学膜厚が等しくなるように形成されている。
【０１０９】
具体的には、第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃは、図４Ｅに示すように、膜厚９５［ｎｍ］の二酸化チタンからなる高屈折率材料の第６の層４５４及び４５６と、膜厚１５８［ｎｍ］の二酸化珪素からなる低屈折率材料の第５の層４５５とにより１組のλ3／４多層膜が形成されている。また、膜厚９５［ｎｍ］の二酸化チタンからなる高屈折率材料の第６の層４５７及び４５９と、膜厚１５８［ｎｍ］の二酸化珪素からなる低屈折率材料の第５の層４５８とによりもう１組のλ3／４多層膜が形成されている。
【０１１０】
また、第６の層４５４のＮ型半導体層３０１側及び第６の層４５９の分布屈折率レンズ３０７側には、それぞれ膜厚３１６［ｎｍ］の二酸化珪素からなる低屈折率材料のλ3／２膜４５３及び４６０と、それぞれ膜厚９５［ｎｍ］の二酸化チタンからなる高屈折率材料からなるλ3／４膜４５２及び４６１とが形成されている。
【０１１１】
さらに、λ3／４膜４５２のＮ型半導体層３０１側及びλ3／４膜４６１の分布屈折率レンズ３０７側には、それぞれ膜厚７９［ｎｍ］の二酸化珪素からなる低屈折率材料からなるλ3／８膜４５１及び４６２が形成されている。
【０１１２】
以上のように、固体撮像装置１０２の第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃは、形成されている。
【０１１３】
また、図４Ｆは、本発明の形態１に係る第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃの分光特性を示す図であり、マトリクス法を用いて算出された設計結果を示している。図４Ｃに示すグラフでは、縦軸は透過率を表わし、横軸は透過光の波長を表しており、グラフ４７１は、第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃの近赤外領域の分光特性を示している。なお、分光特性の算出にあたっては、設定中心波長λを９７０ｎｍとしている。
【０１１４】
そして、図４Ｆに示されるように、第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃでは、近赤外光領域と可視光領域との帯域で実質的に透明である。
【０１１５】
具体的には、近赤外光領域の帯域は、７００ｎｍ以上に帯域中心波長があり、６００〜７００ｎｍに帯域端がある１００ｎｍ以上の帯域幅をもつ実質的に透明な帯域がある。また、可視光領域の帯域で、６００〜７００ｎｍに帯域端があり、７００ｎｍ以下の波長の可視光（ここではＲＧＢ）を透過させる実質的に透明な可視光領域の帯域である。
【０１１６】
一方、図４Ｆに示すように第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃは、近赤外波長帯域の７００〜８００ｎｍの帯域では実質的に透明でない。
【０１１７】
ここで、実質的に透明とは、光を透過する透過率が８０％以上ある場合を意味し、実質的に透明でない場合とは、透過率が２０〜８０％である場合を意味する。
【０１１８】
以上のように、固体撮像装置１０２の第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃを上記の構成とすることで、可視光と近赤外光を選択的に透過することができる。
【０１１９】
［色分離フィルタの構成及び透過特性］
固体撮像装置１０２に形成される色分離フィルタ３０６は、上記のように、紫外線カットフィルタ３０６ａと、上記の第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂと第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃとを積層した構成である。図４Ｇは、色分離フィルタ３０６の透過特性を示している。なお、グラフ４８１、４８２、４８３及び４８４はそれぞれ第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂの青色領域、緑色領域、赤色領域及び近赤外領域の分光特性を示している。
【０１２０】
図４Ｇにより色分離フィルタ３０６は、７００ｎｍ以上の近赤外領域の波長領域において赤色画素、緑色画素、青色画素、近赤外画素の分光特性が許容できる程度のばらつきで一致していることが分かる。また、ＩＲ画素の分光特性は、４２０ｎｍ付近にはピークを持たず、可視光波長帯域全域で１０％以下である透過率を示すので、青色の色ずれは発生しない。
【０１２１】
このように、固体撮像装置１０２では、ＲＧＢ及びＩＲの色分離を実現することができるが、約５５０ｎｍ以上の長波長領域では概ね透明である紫外線カットフィルタ３０６ａと、７００ｎｍ〜８５０ｎｍでＲＧＢの分光特性にばらつきがある第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂと、図４Ｄに示すように実質的に透明である近赤外光領域と可視光領域との帯域と実質的に透明でない７００〜８００ｎｍの近赤外波長帯域との特性をもつ第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃとを積層して色分離フィルタ３０６を形成する。それにより、７００ｎｍ〜８５０ｎｍの領域でのＲＧＢ及びＩＲの分光特性を許容できる程度のばらつきで一致させることができ、また、４２０ｎｍ付近にはピークをもたず、可視光波長帯域全域で透過率が１０％以下を示すＩＲ画素の分光特性を実現することができる。ここで、可視光波長帯域全域で透過率が１０％以下を示すＩＲ画素は、可視光線波長領域の光を略遮断しているとも言える。
【０１２２】
したがって、本実施の形態１における固体撮像装置１０２を用いると、低色温度の照明を用いた場合においても、特に青色の色ずれも発生せず近赤外光領域からの信号出力を参照信号とした信号処理によって高い色再現性を実現することができる。
【０１２３】
［分布屈折率レンズ］
次に、固体撮像装置１０２に形成される分布屈折率レンズ３０７について説明する。
【０１２４】
図５は、実施の形態１に係る固体撮像装置１０２に形成される分布屈折率レンズの上面図である。図６は、その分布屈折率レンズの断面図である。
【０１２５】
分布屈折率レンズ３０７の同心円構造は、図６のように、膜厚が１．２μｍ（ｔ１）と０．８μｍ（ｔ２）の２段同心円構造の酸化珪素（ｎ＝１．４５）によって構成されている。なお、以下、上段（光入射側）の膜厚をｔ３（ｔ１―ｔ２）と下段（基板側）の膜厚をｔ２と記載する。また、この上段／下段で構成される２段同心円構造を、上段／下段光透過膜と定義している。
【０１２６】
図５において、膜厚が１．２μｍ（ｔ１）の部分はハッチング１０で示し、膜厚０．８μｍ（ｔ２）の部分はドットパターン１１で示している。なお、膜厚が０μｍの部分はパターンなし１２で示している。また、本実施の形態に係る分布屈折率レンズ３０７は、酸化珪素を同心円形状に掘り込んだ構造であり、周りの媒質は空気（ｎ＝１）である。
【０１２７】
ここで、分布屈折率レンズ３０７を形成する領域は、各画素の開口（入射窓）が四角形状であることに合わせて四角形状としている。一般に、入射窓の領域が円形の場合、レンズとレンズの間に隙間ができるため、漏れ光が発生し、集光ロスが増大する原因となる。しかしながら、入射窓の領域を四角形状とすると、画素の全領域で入射光を集光することができるので、漏れ光は無くなり、集光ロスを低減させることが可能となる。
【０１２８】
また、一般的な分布屈折率レンズでは、その屈折率は光学中心で最も高くなる。図６に示すように、本実施の形態の場合においても、光学中心１４の付近では酸化珪素が密に集まり、外側のゾーン領域になるにしたがって疎へと変わっていく。このとき、各ゾーン領域の幅（以下、「線幅ｄ」という。）１３が入射光の波長と同程度かそれよりも小さければ、光が感じる有効屈折率は、そのゾーン領域内の高屈折率材料（例えば、酸化珪素）と低屈折率材料（例えば、空気）の体積比（低屈折率材料の体積／高屈折率材料の体積）によって決まる。つまり、ゾーン領域内の高屈折率材料を増やせば有効屈折率は高くなり、ゾーン領域内の高屈折率材料を減らせば、有効屈折率は低くなる。
【０１２９】
図７は、各ゾーン領域における２段同心円構造を形成する６つの基本構造を示す図である。図７（ａ）〜図７（ｆ）では、各ゾーン領域における２段同心円構造を形成する高屈折率材料と低屈折率材料との体積比の基本パターンを示している。
【０１３０】
図７（ａ）に示す基本パターンが最も密な構造、つまり有効屈折率が最も高くなる構造であり、図７（ｂ）から図７（ｆ）になるにしたがって、有効屈折率は低くなる。このとき、光入射側の上段膜厚ｔ１と基板側の下段膜厚ｔ３とは、それぞれ０．４μｍと０．８μｍとであり、それらの膜厚比（上段／下段）は０．５である。
【０１３１】
そして、上記体積比を変化させることにより、有効屈折率を制御することができる。例えば、図７（ａ）から図７（ｆ）のように基本構造を変化させて上記の体積比を高くするようにすると、高屈折率材料の体積減少が大きいので、有効屈折率が高い領域における屈折率の減少が大きくなる。一方、上記の体積比を低くすれば、高屈折率材料の体積減少が小さいので、有効屈折率が低い領域における屈折率の減少が大きくなる。
【０１３２】
なお、本実施の形態では、分りやすく説明するために、図７（ａ）〜図７（ｆ）のような基本構造を例として説明したが、その他の構造を用いて２段同心円構造を形成しても勿論よい。例えば、図７（ｂ）と図７（ｃ）とを組み合わせた凸形状の構造を用いたり、図７（ｂ）と図７（ｄ）を組み合わせた凹形状の構造を用いたりすることもできる。これらを基本構造とすれば、入射光の半波長程度の領域で同様の集光特性を得ることができる。
【０１３３】
また、ここでは分布屈折率レンズ３０７を構成する材料として酸化珪素を例示したが、酸化チタン、酸化ジリコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、窒化シリコン、ＢＰＳＧ、ベンゾシクロブテン、ポリメタクリル酸メチル、ポリアミド及びポリイミドのいずれかを含む材料で構成してもよい。
【０１３４】
以上、実施の形態１によれば、簡便な構成で、低色温度の照明を用いた時にも色の再現性が高いカラーフィルタを備えた固体撮像装置を実現することができる。
【０１３５】
（実施の形態２）
図８は、実施の形態２に係る固体撮像装置１２０２の単位画素部分を示す断面図である。なお、紫外線カットフィルタ３０６ａ、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂ、第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃなど図３と同様の要素には同一の符号を付しており、実施の形態１と同じであるので省略は説明する。
【０１３６】
図８に示す実施の形態２における固体撮像装置１２０２は、実施の形態１に係る固体撮像装置１０２に対して、分布屈折率レンズ３０７ではなく凸レンズを用いた集光レンズ３１０が形成されている点が異なっている。
【０１３７】
図８に示す集光レンズ３１０は、略平坦化している層間膜３３２の上に、窒化シリコンからなる凸レンズを用いた集光レンズが形成され、塗布されたレジストを熱フローした後エッチバックされることで形成される。
【０１３８】
このように、固体撮像装置１２０２が備える集光レンズ３１０は、熱リフローによる形成法を用いることにより簡便に製作できる。
【０１３９】
（実施の形態３）
図９は、実施の形態３に係る固体撮像装置１３０２の単位画素部分を示す断面図である。なお、紫外線カットフィルタ３０６ａ及び第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃなど図３と同様の要素には同一の符号を付しており、実施の形態１と同じであるので省略は説明する。
【０１４０】
図９に示す実施の形態３における固体撮像装置１３０２は、実施の形態１に係る固体撮像装置１０２に対して、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂに対応する第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄの構成が異なっている。
【０１４１】
図１０Ａ〜図１０Ｃは、実施の形態３に係る固体撮像装置１３０２における色分離フィルタ３０６の構成及びその分光特性を示す図である。具体的には、図１０Ａは、Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＩＲの光に色分離を行う第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄの構成の概略を示しており、図１０Ｂは、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄの分光特性を示している。そして、図４Ｃは、紫外線カットフィルタ３０６ａ、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄ及び第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃを備える色分離フィルタ３０６の分光特性を示している。
【０１４２】
［第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄの構成及び透過特性］
第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄは下記に説明する層構成からなる。
【０１４３】
第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄは、入射光の設定波長をλ2（例えば、５３０［ｎｍ］）としたとき、屈折率が異なる２種類の材料から形成される１組のλ2／４多層膜と、この１組のλ2／４多層膜の上下に形成される高屈折率材料からなる２つのλ2／４膜を備える。また、１組のλ2／４多層膜及び２つのλ2／４多層膜の間にそれぞれ低屈折率材料からなるスペーサ層が形成されている。
【０１４４】
この１組のλ2／４多層膜はそれぞれ、その設定波長λ2の１／４に略等しい光学膜厚を有し、屈折率が異なる２種類の材料すなわち高屈折率材料からなる第３の層と低屈折率材料からなる第４の層とで構成される。また、２つのλ2／４多層膜はそれぞれ、高屈折率材料からなる第３の層からなる。
【０１４５】
具体的には、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄは、図１０Ａに示すように、第３の層４２３、第４の層４２４及び第３の層４２５が順次積層されたλ2／４多層膜と、第３の層４２１からなる１つ目のλ2／４膜と、第３の層４２７からなる２つ目のλ2／４膜とを有する。また、１つ目のλ2／４膜とλ2／４多層膜との間には、低屈折率材料からなる第１のスペーサ層４２２が形成され、λ2／４多層膜と２つ目のλ2／４膜の間には、低屈折率材料からなる第２のスペーサ層４２６が形成されている。
【０１４６】
このように、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄの層数は、図１０Ａに示すように、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）及び近赤外（ＩＲ）の何れの画素領域においても７層である。
【０１４７】
ここで、屈折率が異なる２種類の材料の層のうち、第３の層４２１、４２３、４２５及び４２７は、具体的には、二酸化チタン（ＴｉＯ2）からなる高屈折率材料で構成されており、第４の層４２４は、具体的には、二酸化珪素（ＳｉＯ2）からなる低屈折率材料で構成されている。
【０１４８】
また、第１のスペーサ層４２２、第２のスペーサ層４２６は、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄの単位画素２０１において透過させる光に応じた光学膜厚を有している。そのため、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄ全体の物理的な膜厚も単位画素２０１において透過させる光毎に異なっている。第１のスペーサ層４２２、第２のスペーサ層４２６は、具体的には、二酸化珪素（ＳｉＯ2）からなる低屈折率材料で構成されている。
【０１４９】
したがって、第１のスペーサ層４２２、第２のスペーサ層４２６は、透過対象の光を制御するために用いられる層であり、その膜厚を変えることによって、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）または近赤外（ＩＲ）の光を透過させることができる。
【０１５０】
それに対して、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄでは、第３の層４２１、４２３、４２５及び４２７と、第４の層４２４とは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）及び近赤外（ＩＲ）の何れの領域においても光学膜厚が等しくなるように形成されている。
【０１５１】
具体的には、膜厚５２［ｎｍ］の二酸化チタンからなる高屈折率材料の第３の層４２３及び４２５と、膜厚９１［ｎｍ］の二酸化珪素からなる低屈折率材料の第４の層４２４とにより１組のλ2／４多層膜が形成されている。また、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄでは、膜厚５２［ｎｍ］の二酸化チタンからなる高屈折率材料の第３の層４２１からなる１つ目のλ2／４膜と、膜厚５２［ｎｍ］の二酸化チタンからなる高屈折率材料の第３の層４２７からなる２つ目のλ2／４膜とが形成されている。
【０１５２】
また、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄでは、１つ目のλ2／４膜とλ2／４多層膜との間には、低屈折率材料からなる第１のスペーサ層４２２が形成され、透過させる光の毎、すなわち青色領域（Ｂ）、赤色領域（Ｒ）、緑色領域（Ｇ）及び近赤外領域（ＩＲ）で膜厚が異なっている。具体的には、第１のスペーサ層４２２では、青色領域：１４０［ｎｍ］、赤色領域：５５［ｎｍ］、緑色領域：１９０［ｎｍ］、近赤外領域：１０５［ｎｍ］のように透過させる光毎で異なる膜厚が形成されている。
【０１５３】
また、２つ目のλ2／４膜とλ2／４多層膜の間には、低屈折率材料からなる第２のスペーサ層４２６が形成されおり、透過させる光の毎、すなわち青色領域（Ｂ）、赤色領域（Ｒ）、緑色領域（Ｇ）及び近赤外領域（ＩＲ）で膜厚が異なっている。具体的には、第２のスペーサ層４２６では、青色領域：１４０［ｎｍ］、赤色領域：５５［ｎｍ］、緑色領域：１９０［ｎｍ］、近赤外領域：１０５［ｎｍ］のように透過させる光毎で異なる膜厚が形成されている。
【０１５４】
以上のように、固体撮像装置１３０２の第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄは、ここで、上記の設定波長である「λ2」は、５３０［ｎｍ］である。
【０１５５】
なお、図１０Ａでは、図１０Ｂに示す分光特性の測定のため、上記の第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄを基板４０１上に形成し、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄ上にはＴＥＯＳ平坦化膜４３２を形成している場合を示している。
【０１５６】
したがって、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄを上記の構成とすることで、第１のスペーサ層４２２、第２のスペーサ層４２６の膜厚を変化させることのみで色分離を実現することができる。
【０１５７】
また、図１０Ｂは、本実施の形態３に係る第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄの分光特性を示す図であり、マトリクス法を用いて算出された設計結果を示している。図１０Ｂに示すグラフでは、縦軸は透過率を表し、横軸は透過光の波長を表しており、グラフ４４６、４４７、４４８及び４４５はそれぞれ第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄの青色領域、緑色領域、赤色領域及び近赤外領域の分光特性を示している。なお、分光特性の算出にあたって、図１０Ｂについて、設定中心波長λ2を５３０ｎｍとしている。
【０１５８】
そして、図１０Ｂに示すように、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄは、ＲＧＢ及びＩＲの色分離を実現することができるが、７００ｎｍ〜８５０ｎｍにおけるＲＧＢの分光特性にばらつきがある。
【０１５９】
［色分離フィルタの構成及び透過特性］
固体撮像装置１３０２に形成される色分離フィルタ３０６は、上記のように、紫外線カットフィルタ３０６ａと、第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂと第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃとを積層した構成である。図１０Ｃは、色分離フィルタ３０６の透過特性を示している。なお、グラフ４８５、４８６、４８７及び４８８はそれぞれ第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂの青色領域、緑色領域、赤色領域及び近赤外領域の分光特性を示している。
【０１６０】
図１０Ｃより色分離フィルタ３０６は、７００ｎｍ以上の近赤外領域の波長領域において赤色領域、緑色領域、青色領域、近赤外光領域における分光特性が許容できる程度のばらつきで一致していることが分かる。また、ＩＲ画素の分光特性は、４２０ｎｍ付近にはピークをもたず、可視光波長帯域全域で１０％以下である透過率を示すので、青色の色ずれは発生しない。
【０１６１】
このように、固体撮像装置１３０２では、実施の形態１及び実施の形態２と同様に、ＲＧＢ及びＩＲの色分離を実現することができるが、約５５０ｎｍ以上の長波長領域では概ね透明である紫外線カットフィルタ３０６ａと、７００ｎｍ〜８５０ｎｍ（Ｒ領域）でＲＧＢの分光特性にばらつきがある第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄと、図４Ｄに示すように実質的に透明である近赤外光領域と可視光領域との帯域と実質的に透明でない７００〜８００ｎｍの近赤外波長帯域との特性をもつ第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃとを積層して色分離フィルタ３０６を形成する。それにより、７００ｎｍ〜８５０ｎｍの領域でのＲＧＢ及びＩＲの分光特性を許容できる程度のばらつきで一致させることができ、また、４２０ｎｍ付近にはピークをもたず、可視光波長帯域全域で透過率が１０％以下であるＩＲ画素の分光特性を実現することができる。
【０１６２】
したがって、本実施の形態３における固体撮像装置１３０２を用いると、低色温度の照明を用いた場合においても、特に青色の色ずれも発生せず近赤外光領域からの信号出力を参照信号とした信号処理によって高い色再現性を実現することができる。
【０１６３】
以上、本発明によれば、簡便な構成で、低色温度の照明を用いた時にも色の再現性が高いカラーフィルタを備えた固体撮像装置を実現することができる。
【０１６４】
なお、上記の紫外線カットフィルタ３０６ａは異なっていてもよく、例えば、上記の構成でなく膜厚２００［ｎｍ］以上の窒化シリコンで紫外線カットフィルタ３０６ａを形成してもよい。このようにすれば、簡便な工法及び構造で、可視光の広い領域と近赤外光を選択的に透過させることが可能となる。また、紫外線カットフィルタ３０６ａを形成する材料としては、窒化シリコンのほかに、酸窒化シリコン、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ハフニウムを含む材料でも良い。
【０１６５】
また、上記実施の形態においては、高屈折率層の材料として二酸化チタンを用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもない。例えば、これに代えて次のようにしても良い。すなわち、高屈折率層の材料として、二酸化チタンに代えて、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）や三酸化二タンタル（Ｔａ2Ｏ3）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）等、他の材料を用いても良い。
【０１６６】
また、低屈折率層の材料についても二酸化珪素以外の材料を用いても良い。多層膜干渉フィルタに用いる材料の如何に関わらず本発明の効果を得ることができる。
【０１６７】
以上、本発明の固体撮像装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１６８】
本発明は、固体撮像装置に利用でき、特に、低色温度の照明を用いたときにおいても色ずれが起こることなく高い色再現性を実現する技術を必要とする固体撮像装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】実施の形態１に係るデジタルスチルカメラの主要な機能構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る固体撮像装置１０２の概略構成を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る固体撮像装置１０２の単位画素２０１の断面図である。
【図４Ａ】実施の形態１に係る紫外線カットフィルタ３０６ａの構成の概略を示す図である。
【図４Ｂ】実施の形態１に係る紫外線カットフィルタ３０６ａの分光特性を示す図である。
【図４Ｃ】実施の形態１に係る第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂの構成の概略を示す図である。
【図４Ｄ】実施の形態１に係る第１の可視近赤外フィルタ３０６ｂの分光特性を示す図である。
【図４Ｅ】実施の形態１に係る第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃの構成の概略を示す図である。
【図４Ｆ】実施の形態１に係る第２の可視近赤外フィルタ３０６ｃの分光特性を示す図である。
【図４Ｇ】実施の形態１に係る色分離フィルタ３０６の分光特性を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る固体撮像装置１０２に形成される分布屈折率レンズ３０７の上面図である
【図６】その分布屈折率レンズの断面図である。
【図７】各ゾーン領域における２段同心円構造を形成する６つの基本構造を示す図である。
【図８】実施の形態２に係る固体撮像装置１２０２の単位画素部分を示す断面図である。
【図９】実施の形態３に係る固体撮像装置１３０２の単位画素部分を示す断面図である。
【図１０Ａ】実施の形態３に係る第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄの構成の概略を示す図である。
【図１０Ｂ】実施の形態３に係る第１の可視近赤外フィルタ３０６ｄの分光特性を示す図である。
【図１０Ｃ】実施の形態３に係る色分離フィルタ３０６の分光特性を示す図である。
【図１１】特許文献１におけるカラー化された固体撮像装置に関する図である。
【図１２】カラーフィルタに誘電体多層膜を用いた固体撮像装置に関する図である。
【図１３】カラーフィルタに誘電体多層膜を用いた固体撮像装置に関する図である。
【符号の説明】
【０１７０】
１  デジタルスチルカメラ
１０  ハッチング
１１  ドットパターン
１２  パターンなし
１３  各ゾーン領域の幅
１４  光学中心
１０１  レンズ
１０２、１１０２、１２０２、１３０２  固体撮像装置
１０３  色信号合成部
１０４  映像信号作成部
１０５  素子駆動部
２０１  単位画素
２０２  垂直シフトレジスタ
２０３  水平シフトレジスタ
２０４  出力アンプ
２０５  駆動回路
３０１  Ｎ型半導体層
３０２  Ｐ型半導体層
３０３  フォトダイオード
３０４  層間絶縁膜
３０５  遮光膜
３０６  色分離フィルタ
３０６ａ  紫外線カットフィルタ
３０６ｂ、３０６ｄ  第１の可視近赤外フィルタ
３０６ｃ  第２の可視近赤外フィルタ
３０７  分布屈折率レンズ
３１０  集光レンズ
４０１  基板
４０２  低屈折率材料層
４０３、４０５、４０７、４０９、４１０  第１の層
４０４、４０８  第２の層
４０６、４２２  第１のスペーサ層
４２１、４２３、４２５、４２７、４２９、４３１  第３の層
４２４、４２８  第４の層
４２６  第２のスペーサ層
４３０  第３のスペーサ層
４３２  ＴＥＯＳ平坦化膜
４５１、４６２  λ3／８膜
４５２、４６１  λ3／４膜
４５３、４６０  λ3／２膜
４５４、４５６、４５７、４５９  第６の層
４５５、４５８  第５の層
【図１】
2010212306.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010212306.tif 000017
【図１０Ａ】
2010212306.tif 000018
【図１０Ｂ】
2010212306.tif 000019
【図１０Ｃ】
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【図１１】
2010212306.tif 000021
【図１２】
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【図１３】
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