(57)【要約】【課題】より小型化しつつ、狭帯域な特性の蛍光画像と、より画質が良いＲＧＢ画像とを生成することができる。【解決手段】有機材料で製造され、赤色の光を透過する有機膜カラーフィルタ１２をフォトダイオード１１上に形成したＲ画素１０と、有機材料で製造され、緑色の光を透過する有機膜カラーフィルタ２２をフォトダイオード２１上に形成したＧ画素２０と、有機材料で製造され、青色の光を透過する有機膜カラーフィルタ３２をフォトダイオード３１上に形成したＢ画素３０と、誘電体層４２１と誘電体層４２２によって挟まれた層間膜４２３に光を透過する材料を使って構成されたファブリーペローフィルタをフォトダイオード４１上に形成したＦＰＦ画素４０とを備え、Ｒ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０と、ＦＰＦ画素４０とが周期的に配列されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機材料で製造され、赤色の光を透過するカラーフィルタをフォトダイオード上に形成したＲ画素と、
有機材料で製造され、緑色の光を透過するカラーフィルタをフォトダイオード上に形成したＧ画素と、
有機材料で製造され、青色の光を透過するカラーフィルタをフォトダイオード上に形成したＢ画素と、
第１の部分反射層と第２の部分反射層によって挟まれた中間層に光を透過する材料を使って構成されたファブリーペローフィルタをフォトダイオード上に形成したＦＰＦ画素と、
を備え、
前記Ｒ画素と、前記Ｇ画素と、前記Ｂ画素と、前記ＦＰＦ画素とが周期的に配列されている
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１の部分反射層と前記第２の部分反射層との一方は誘電率が高い部材で構成された部分反射層であり、他方は誘電率が低い部材で構成された部分反射層であり、
前記中間層は２酸化ケイ素であり、
前記第１の部分反射層と前記第２の部分反射層のいずれにも銀を用いていない
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
１つの前記Ｒ画素と２つの前記Ｇ画素と１つの前記Ｂ画素とがベイヤ配列で配列された第１の単位画素と、２つの前記Ｇ画素と２つの前記ＦＰＦ画素とが互い違いに配列された第２の単位画素とが周期的に配列されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記中間層の厚さが異なる複数種類の前記ＦＰＦ画素を備えている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
有機材料で製造されるカラーフィルタを少なくとも２層以上積層して構成し中心透過帯域が６００ｎｍ以下のフィルタをフォトダイオード上に形成した画素を前記ＦＰＦ画素の一部の代わりに備える
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
がんを診断する方法として、ＩＣＧ（インドシニアングリーン）に代表される蛍光色素を使う研究が近年盛んに発表されている。このような蛍光などの特定の波長の光を検出する光学素子として、ファブリーペロー干渉を利用したフィルタをイメージセンサ上に汎用ＣＭＯＳプロセスで製造する技術が知られている（例えば、非特許文献１参照）。以下、フォトダイオード上にファブリーペローフィルタを形成した画素をファブリーペローフィルタ画素（ＦＰＦ画素）と呼ぶ。
【０００３】
また、このようなファブリーペローフィルタの技術を内視鏡に応用して蛍光画像を撮像することで、蛍光色素によりがん組織の部位を分離して撮像する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。さらに、蛍光画像から、一般的にデジタルカメラなどの撮像装置で撮像したＲＧＢ画像を生成することで、通常の人間の目が感じる可視域の画像を撮像する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
非特許文献１に記載されている技術について、図６および図７を用いて説明する。図６は従来知られているＣＭＯＳイメージセンサの画素上にファブリーペローフィルタを形成したＦＰＦ画素の例を示した概略図である。図示する例では、半導体基板５−５上に複数の画素Ｆ１〜Ｆ８が形成されている。画素Ｆ１〜Ｆ８の各々には、フォトダイオード（ＰＤ）５−４が形成されている。また、画素Ｆ１〜Ｆ８の各受光面には、ファブリーペローフィルタとして誘電体層５−１，５−３と、層間膜５−２とが形成されている。画素Ｆ１〜Ｆ８の各々に形成されている層間膜５−２は、誘電体層５−１，５−３に挟まれており、画素Ｆ１〜Ｆ８の各々に形成されているフォトダイオード５−４に照射される光の波長帯域を違えるためにそれぞれ厚みが異なっている。この構成により各画素Ｆ１〜Ｆ８は、例えば図７に示すように、狭帯域な透過帯域の光を検出することができる。
【０００５】
図７は、従来知られているファブリーペローフィルタが透過する光の波長を示したグラフである。図示するグラフの横軸は波長であり、縦軸は透過率である。図示する例では、画素Ｆ１に形成されているファブリーペローフィルタ（誘電体層５−１，５−３と層間膜５−２）は、４２０ｎｍ近辺の狭帯域の波長の光を透過する。そのため、画素Ｆ１は、４２０ｎｍ近辺の狭帯域の波長の光を検出することができる。画素Ｆ２〜Ｆ８も画素Ｆ１と同様に、形成されている誘電体層５−１，５−３と層間膜５−２とが透過する波長の光に応じて、狭帯域の波長の光を検出することができる。なお、画素Ｆ２〜Ｆ８に形成されている誘電体層５−１，５−３と層間膜５−２とが透過する光の帯域は図７に示す通りである。
【０００６】
図６に示すような画素Ｆ１〜Ｆ８を用いて蛍光画像を撮像し、従来知られているように、蛍光画像に基づいてＲＧＢ画像を生成することが可能である。例えば、特許文献２に記載の技術では、青色の光の分光特性を画素Ｆ１〜Ｆ３が検出した値に基づいて生成し、緑色の光の分光特性を画素Ｆ４，Ｆ５が検出した値に基づいて生成し、赤色の光の分光特性を画素Ｆ６〜Ｆ８が検出した値に基づいて生成することで、ＲＧＢ画像を取得することができる。
【０００７】
例えば、実際の手術の現場では、蛍光色素で分離された部位とその他の部位を同時に撮像した画像を医師に提示する必要がある。そのため、ＲＧＢ画像と蛍光画像の両方を撮像できる装置を内視鏡などの先端部に搭載することが求められている。また、内視鏡の先端部は小型化することが求められている。そこで、上述した技術を用いることで、内視鏡の先端部を小型化しつつ、狭帯域な感度特性の蛍光画像と、ＲＧＢ画像との両方を生成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】再公表ＷＯ２００９／０７２１７７号公報
【特許文献２】特許第３７８１９２７号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Nicolaas Tack、他３名、「A Compact, High-speed and Low-cost Hyperspectral Imager」、ＳＰＩＥ、２０１２年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来知られている技術を用いて狭帯域な特性の蛍光画像からＲＧＢ画像を生成する際には、ＦＰＦ画素の信号からＲＧＢ画像の信号を補間して生成するため、装置を小型化することはできるが、生成するＲＧＢ画像の画質が劣化してしまうという問題がある。
【００１１】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、より小型化しつつ、狭帯域な特性の蛍光画像と、より画質が良いＲＧＢ画像とを生成することができる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】
【００１２】
本発明は、有機材料で製造され、赤色の光を透過するカラーフィルタをフォトダイオード上に形成したＲ画素と、有機材料で製造され、緑色の光を透過するカラーフィルタをフォトダイオード上に形成したＧ画素と、有機材料で製造され、青色の光を透過するカラーフィルタをフォトダイオード上に形成したＢ画素と、第１の部分反射層と第２の部分反射層によって挟まれた中間層に光を透過する材料を使って構成されたファブリーペローフィルタをフォトダイオード上に形成したＦＰＦ画素と、を備え、前記Ｒ画素と、前記Ｇ画素と、前記Ｂ画素と、前記ＦＰＦ画素とが周期的に配列されていることを特徴とする撮像装置である。
【００１３】
また、本発明の撮像装置において、前記第１の部分反射層と前記第２の部分反射層との一方は誘電率が高い部材で構成された部分反射層であり、他方は誘電率が低い部材で構成された部分反射層であり、前記中間層は２酸化ケイ素であり、前記第１の部分反射層と前記第２の部分反射層のいずれにも銀を用いていないことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、１つの前記Ｒ画素と２つの前記Ｇ画素と１つの前記Ｂ画素とがベイヤ配列で配列された第１の単位画素と、２つの前記Ｇ画素と２つの前記ＦＰＦ画素とが互い違いに配列された第２の単位画素とが周期的に配列されていることを特徴とする撮像装置である。
【００１５】
また、本発明は、前記中間層の厚さが異なる複数種類の前記ＦＰＦ画素を備えていることを特徴とする撮像装置である。
【００１６】
また、本発明は、有機材料で製造されるカラーフィルタを少なくとも２層以上積層して構成し中心透過帯域が６００ｎｍ以下のフィルタをフォトダイオード上に形成した画素を前記ＦＰＦ画素の一部の代わりに備えることを特徴とする撮像装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、撮像装置は、有機材料で製造され、赤色の光を透過するカラーフィルタをフォトダイオード上に形成したＲ画素と、有機材料で製造され、緑色の光を透過するカラーフィルタをフォトダイオード上に形成したＧ画素と、有機材料で製造され、青色の光を透過するカラーフィルタをフォトダイオード上に形成したＢ画素と、第１の部分反射層と第２の部分反射層によって挟まれた中間層に光を透過する材料を使って構成されたファブリーペローフィルタをフォトダイオード上に形成したＦＰＦ画素とを備えている。また、Ｒ画素と、Ｇ画素と、Ｂ画素と、ＦＰＦ画素とが周期的に配列されている。従って、より小型化しつつ、狭帯域な特性の蛍光画像と、より画質が良いＲＧＢ画像とを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態における撮像装置が備える画素の構成を示した概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるＲ画素と、Ｇ画素と、Ｂ画素と、ＦＰＦ画素との配置を示した概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるＲ画素と、Ｇ画素と、Ｂ画素と、複数種類のＦＰＦ画素との配置を示した概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における撮像装置の駆動タイミングを示したタイミングチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態における撮像装置の分光特性を示したグラフである。
【図６】従来知られているＣＭＯＳイメージセンサの画素上にファブリーペローフィルタを形成したＦＰＦ画素の例を示した概略図である。
【図７】従来知られているファブリーペローフィルタが透過する光の波長を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態における撮像装置が備える画素の構成を示した概略図である。本実施形態における撮像装置１００はＲＧＢ画像と蛍光画像とを撮像する。撮像装置１００は、Ｒ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０と、ＦＰＦ画素４０とを有する。Ｒ画素１０は入射された赤色の光の強度に応じた信号を出力する。Ｇ画素２０は入射された緑色の光の強度に応じた信号を出力する。Ｂ画素３０は入射された青色の光の強度に応じた信号を出力する。ＦＰＦ画素４０は入射された所定の波長の光の強度に応じた信号を出力する。
【００２０】
図示する例では、撮像装置１００が備える半導体基板１０１上にＲ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０と、ＦＰＦ画素４０とが形成されている。Ｒ画素１０にはフォトダイオード（ＰＤ）１１が形成されている。フォトダイオード１１の受光面には赤色の光を透過する有機膜カラーフィルタ１２が形成されている。これにより、Ｒ画素１０は、入射された赤色の光の強度に応じた信号を出力することができる。Ｇ画素２０にはフォトダイオード２１が形成されている。フォトダイオード２１の受光面には緑色の光を透過する有機膜カラーフィルタ２２が形成されている。これにより、Ｇ画素２０は、入射された緑色の光の強度に応じた信号を出力することができる。Ｂ画素３０にはフォトダイオード３１が形成されている。フォトダイオード３１の受光面には青色の光を透過する有機膜カラーフィルタ３２が形成されている。これにより、Ｂ画素３０は、入射された青色の光の強度に応じた信号を出力することができる。なお、有機膜カラーフィルタ１２，２２，３２は、有機材料で製造されている。
【００２１】
ＦＰＦ画素４０にはフォトダイオード４１が形成されている。フォトダイオード４１の受光面にはファブリーペローフィルタ４２として誘電体層４２１（第１の部分反射層）と、誘電体層４２２（第２の部分反射層）と、層間膜４２３（中間層）とが形成されている。層間膜４２３は、誘電体層４２１，４２２に挟まれている。誘電体層４２１と誘電体層４２２とのうち一方は誘電率が高い部材で構成されており、他方は誘電率が低い部材で構成されている。なお、誘電体層４２１，４２２のいずれにも銀を用いていない。層間膜４２３は２酸化ケイ素（ＳｉＯ２）である。
【００２２】
なお、ＦＰＦ画素４０が興味の狭帯域の波長の光の強度に応じた信号を出力することができるように、層間膜４２３の厚さを決定して形成する。例えば、がん細胞を特定するために蛍光画像を取得する場合には、がん細胞を染色する蛍光色素の光を透過するように、層間膜４２３の厚さを決定して形成する。これにより、ＦＰＦ画素４０は、入射された興味の狭帯域の波長の光の強度に応じた信号を出力することができる。
【００２３】
例えば、染色液ＩＣＧは８４５ｎｍに蛍光波長を持った蛍光色素である。そのため、染色液としてＩＣＧを用いる場合は、ＦＰＦ画素４０が８４５ｎｍを中心とする狭帯域の光の強度に応じた信号を出力するように、層間膜４２３を形成する。また、例えば、染色液Ｓｉｒｉｕｓｕは４２４ｎｍに蛍光波長を持った蛍光色素である。そのため、染色液としてＳｉｒｉｕｓｕを用いる場合は、ＦＰＦ画素４０が４２４ｎｍを中心とする狭帯域の光の強度に応じた信号を出力するように、層間膜４２３を形成する。
【００２４】
なお、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサはシリコンを材料に製造されているため、３８０〜１１００ｎｍ程度の波長の光に応じた信号を出力することができる。また、本実施形態における撮像装置１００もシリコンを材料に製造されているため、ＦＰＦ画素４０が検出する興味の狭帯域の波長の光としては、３８０〜１１００ｎｍ程度の波長の光から選択することができる。
【００２５】
次に、撮像装置１００が備える半導体基板１０１上におけるＲ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０と、ＦＰＦ画素４０との配置について説明する。図２は、本実施形態における撮像装置１００が備える半導体基板１０１上でのＲ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０と、ＦＰＦ画素４０との配置を示した概略図である。図示する例では、縦４列×横４列の１６個の画素を単位配列２００として配置している。具体的には、単位配列２００の１列目に、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０とを図中左側から順に配置している。また、単位配列２００の２列目に、Ｒ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｒ画素１０と、Ｇ画素２０とを図中左側から順に配置している。また、単位配列２００の３列目に、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０と、ＦＰＦ画素４０と、Ｇ画素２０とを図中左側から順に配置している。また、単位配列２００の４列目に、Ｒ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｇ画素２０と、ＦＰＦ画素４０とを図中左側から順に配置している。
【００２６】
すなわち、単位配列２００は、Ｒ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０とをベイヤ配列した単位画素２１０と、ＦＰＦ画素４０とＧ画素２０とを互い違いに配置した単位画素２２０とを周期的に配列したものである。図示する例では、単位画素２１０と単位画素２２０とを、３対１の割合で周期的に配列している。
【００２７】
なお、図示するように配列されたＲ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０とが出力する信号に基づいて、例えばデモザイキングによりＲＧＢ画像を生成することができる。また、図示するように配列されたＦＰＦ画素４０が出力する信号に基づいて蛍光画像を生成することができる。従って、例えば、撮像装置１００と画像生成部とを備えた内視鏡装置において、画像生成部は、撮像装置１００が備えるＲ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０とが出力する信号に基づいてＲＧＢ画像を生成し、撮像装置１００が備えるＦＰＦ画素４０が出力する信号に基づいて蛍光画像を生成することができる。
【００２８】
なお、図示する例では、Ｒ画素１０とＢ画素３０と比較して、Ｇ画素２０の数が多い。これは、人間の目が赤色や青色の光を感知する感度よりも、緑色の光を感知する感度が高いためである。また、図示する例では、Ｒ画素１０や、Ｇ画素２０や、Ｂ画素３０と比較して、ＦＰＦ画素４０の配置数が少ない。これは、ＲＧＢ画像は被写体の形状と色情報を正しく取得するために用いる画像であるので、ＲＧＢ画像の解像度は高い必要があるためである。また、蛍光画像は蛍光色素によって染色された特定の部位（例えば癌組織）の存在を確認するために用いる画像であるので、蛍光画像の解像度はＲＧＢ画像より低くてもよいためである。
【００２９】
なお、図２に示す例では、撮像装置１００が備えるＦＰＦ画素４０は１種類であるが、撮像装置１００は複数種類のＦＰＦ画素４０を備えるようにしてもよい。図３は、本実施形態における撮像装置１００が備える半導体基板１０１上でのＲ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０と、複数種類のＦＰＦ画素４０−１，４０−２との配置を示した概略図である。図示する例では、縦４列×横４列の１６個の画素を単位配列２００として配置している。具体的には、単位配列２００の１列目に、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０とを図中左側から順に配置している。また、単位配列２００の２列目に、Ｒ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｒ画素１０と、Ｇ画素２０とを図中左側から順に配置している。また、単位配列２００の３列目に、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０と、ＦＰＦ画素４０−１と、Ｇ画素２０とを図中左側から順に配置している。また、単位配列２００の４列目に、Ｒ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｇ画素２０と、ＦＰＦ画素４０−２とを図中左側から順に配置している。
【００３０】
すなわち、単位配列２００は、Ｒ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０とをベイヤ配列した単位画素２１０と、ＦＰＦ画素４０−１，４０−２とＧ画素２０とを互い違いに配置した単位画素２２０とを周期的に配列したものである。図示する例では、単位画素２１０と単位画素２２０とを、３対１の割合で周期的に配列している。なお、ＦＰＦ画素４０−１とＦＰＦ画素４０−２とは、検出する光の波長の狭帯域が異なる。
【００３１】
撮像装置１００が複数種類のＦＰＦ画素４０を備えることで、例えば蛍光色素によって組織の特性を分析する際に問題となる自家蛍光と興味の蛍光色素の情報を分離して取得することが可能になる。例えば、ＲＧＢ画像と蛍光画像とを生成した後に、自家蛍光情報と蛍光情報を分離して観察者に提供することで明確に蛍光情報の位置を識別することが可能になる。また、蛍光色素は励起光によって特定の波長の光を発する。そこで、複数種類のＦＰＦ画素４０のうち１種類のＦＰＦ画素４０が検出する狭帯域を励起光の波長に設定することで、励起光に基づいた蛍光画像を取得することができる。これにより、観察者は、励起光の照射位置を識別することが可能となり、観察を効率的に実行することができる。また、最近では、１波長の励起光で多波長の蛍光を発するものもあるが、撮像装置１００に複数種類のＦＰＦ画素４０を配置することで、各波長の光に基づいた複数の蛍光画像や、複数種類の蛍光情報を取得することができる。また、複数種類の蛍光情報を取得することができるため、各蛍光情報の比に基づいて組織の特徴情報についても取得することができる。
【００３２】
次に、撮像装置１００の駆動方法について説明する。図４は、本実施形態における撮像装置１００の駆動タイミングを示したタイミングチャートである。図示する例では、Ｒ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０との駆動タイミングを示したタイミングチャート３０１と、ＦＰＦ画素４０の駆動タイミングを示したタイミングチャート３０２とを示している。なお、タイミングチャートの横軸は時間である。
【００３３】
図示する通り、本実施形態では、Ｒ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０との電荷蓄積時間（露光時間）は、ＦＰＦ画素４０の電荷蓄積時間（露光時間）よりも長い。これは、Ｒ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０とに比べて、ＦＰＦ画素４０が検出する光の帯域が狭く感度が低いためである。なお、本実施形態では、ＲＧＢ画像と蛍光画像とのフレームレートが同一のフレームレートとなるように、各画素から信号を読み出す時間である読み出し時間を設定している。
【００３４】
上述したとおり、本実施形態によれば、撮像装置１００は、Ｒ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０と、ＦＰＦ画素４０とを備えている。また、撮像装置１００には、Ｒ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０とをベイヤ配列した単位画素２１０と、ＦＰＦ画素４０とＧ画素２０とを互い違いに配置した単位画素２２０とを周期的に配列している。従って、より小型化しつつ、狭帯域な特性の蛍光画像と、より画質が良いＲＧＢ画像とを生成することができる。また、撮像装置１００は、通常のＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサの製造プロセスと同様のプロセスで生成することができる。これは、ＦＰＦ画素４０を、Ｒ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０と同様の標準的なＣＭＯＳプロセスで作ることができるためである。これにより、ＦＰＦ画素４０のための特殊なプロセスや材料の使用を避けることができるようになり、コストを下げることができるようになった。一方、例えば銀などの特殊な材料を利用して６００ｎｍ以下の狭帯域なファブリーペローフィルタを製造してもよいが、この場合は製造プロセスの汚染に注意する必要がある。製造プロセスの汚染とは、製造プロセスで用いられた重金属（銀など）が半導体中に意図せず拡散することにより、半導体素子の特性が劣化する現象である。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態における撮像装置１００と本実施形態における撮像装置とで異なる点は、本実施形態における撮像装置は、一部のＦＰＦ画素４０の代わりに、有機膜フィルタを積層した有機膜積層画素を備える点である。有機膜積層画素は、有機膜フィルタを少なくとも２層以上積層して構成し中心透過帯域が６００ｎｍ以下のフィルタをフォトダイオード上に形成した画素である。なお、その他の構成は第１の実施形態における各構成と同様である。第１の実施形態で用いられたファブリーペローフィルタは干渉現象を利用して狭帯域なフィルタを実現している。そのため、標準的なＣＭＯＳプロセスで実現する限り、６００ｎｍ以下の光において干渉が起こらないため、６００ｎｍ以下で狭帯域なフィルタを実現することは難しかった。しかし、本実施形態では透過帯域の異なる有機膜を積層して組み合わせる構成とすることにより、６００ｎｍ以下の光においても狭帯域なフィルタを実現することが可能となった。
【００３６】
本実施形態における有機膜積層画素にはフォトダイオードが形成されている。フォトダイオードの受光面には複数の有機膜フィルタが形成されている。有機膜積層画素に形成されている有機膜フィルタについて図５を参照して説明する。図５は、本実施形態における撮像装置の分光特性を示したグラフである。図示するグラフの横軸は波長であり、縦軸は透過率である。破線５１は、青色の光を透過する有機膜フィルタが透過する光の波長と透過率との関係を示している。破線５２は、黄色の光を透過する有機膜フィルタが透過する光の波長と透過率との関係を示している。実線５３は、青色の光を透過する有機膜フィルタと、補色有機膜カラーフィルタである黄色の光を透過する有機膜フィルタとが形成された有機膜積層画素に入射される光の波長を示している。図示するように、有機膜積層画素は、ＦＰＦ画素４０と同様に、入射された興味の狭帯域の波長の光の強度に応じた信号を出力することができる。図示する例では、有機膜積層画素は、４００ｎｍを中心とする狭帯域の光の強度に応じた信号を出力することができる。
【００３７】
汎用的なＣＭＯＳ製造プロセスで製造したＦＰＦ画素４０は、５５０ｎｍ以下の狭帯域の波長の光のみを検出することができず、図５の実線５４のように短波長で透過率が著しく低下する。しかしながら、本実施形態のように、ＦＰＦ画素４０の代わりに、図５の実線５３で示すような分光特性をもった有機膜積層画素を用いることで、短波長の蛍光画像を撮像することができる。
【００３８】
また、本実施形態においても第１の実施形態と同様に、Ｒ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０とが出力する信号に基づいて、例えばデモザイキングによりＲＧＢ画像を生成することができる。また、ＦＰＦ画素４０や有機膜積層画素が出力する信号に基づいて蛍光画像を生成することができる。従って、例えば、本実施形態における撮像装置と画像生成部とを備えた内視鏡装置において、画像生成部は、撮像装置が備えるＲ画素１０と、Ｇ画素２０と、Ｂ画素３０とが出力する信号に基づいてＲＧＢ画像を生成し、撮像装置１００が備えるＦＰＦ画素４０や有機膜積層画素が出力する信号に基づいて蛍光画像を生成することができる。
【００３９】
以上、この発明の第１の実施形態と第２の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００４０】
１０・・・Ｒ画素、１１，２１，３１・・・フォトダイオード、１２，２２，３２・・・有機膜カラーフィルタ、２０・・・Ｇ画素、３０・・・Ｂ画素、４０，４０−１，４０−２・・・ＦＰＦ画素、４２・・・ファブリーペローフィルタ、１００・・・撮像装置、１０１・・・半導体基板、２００・・・単位配列、２１０，２２０・・・単位画素、４２１，４２２・・・誘電体層、４２３・・・層間膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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