(57)【要約】【課題】金属フィルタを備える画素及び金属フィルタを備えない画素を備える半導体素子又は電子機器の特性を向上させる。【解決手段】半導体素子は、金属フィルタを備える第１の画素と金属フィルタを備えない第２の画素とが隣接して配置されている画素部と、前記第１の画素と前記第２の画素との境界部の前記金属フィルタの側壁における反射光を抑制する反射光抑制部とを備える。本技術は、例えば、プラズモンフィルタを備える狭帯域画素及びカラーフィルタを備える通常画素を備えるイメージセンサに適用できる。【選択図】図２０
2019129178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属フィルタを備える第１の画素と前記金属フィルタを備えない第２の画素とが隣接して配置されている画素部と、
前記第１の画素と前記第２の画素との境界部の前記金属フィルタの側壁における反射光を抑制する反射光抑制部と
を備える半導体素子。
【請求項２】
前記反射光抑制部は、前記金属フィルタより前記半導体素子の光入射面に近い位置に配置され、前記境界部に隣接する前記第１の画素及び前記第２の画素の少なくとも一方と重なる光吸収体を備える
請求項１に記載の半導体素子。
【請求項３】
前記第２の画素は、非金属フィルタを備え、
前記光吸収体は、前記金属フィルタ及び前記非金属フィルタより前記半導体素子の光入射面に近い位置に配置されている
請求項２に記載の半導体素子。
【請求項４】
前記非金属フィルタが、前記金属フィルタより前記半導体素子の光入射面に近い位置に配置されている
請求項３に記載の半導体素子。
【請求項５】
前記光吸収体は、黒色フィルタである
請求項２に記載の半導体素子。
【請求項６】
前記光吸収体は、赤色フィルタと青色フィルタを積層した光学フィルタである
請求項２に記載の半導体素子。
【請求項７】
前記光吸収体の光入射面と反対側の面の前記第２の画素側の辺と、前記側壁の前記金属フィルタの光入射面と反対側の辺とを結ぶ平面と、前記側壁との間の角度が、前記側壁への入射光の最大入射角以上である
請求項２に記載の半導体素子。
【請求項８】
前記反射光抑制部は、前記側壁の少なくとも一部を覆う光吸収体を備える
請求項１に記載の半導体素子。
【請求項９】
前記光吸収体は、黒色フィルタである
請求項８に記載の半導体素子。
【請求項１０】
前記光吸収体は、赤色フィルタと青色フィルタを積層した光学フィルタである
請求項８に記載の半導体素子。
【請求項１１】
前記反射光抑制部は、前記金属フィルタを構成する金属より反射率が低く、前記側壁の少なくとも一部を覆う低反射膜を備える
請求項１に記載の半導体素子。
【請求項１２】
前記反射光抑制部は、前記金属フィルタの光入射面から離れるにつれて前記境界部から前記第１の画素の方向に離れるように傾斜している前記側壁を備える
請求項１に記載の半導体素子。
【請求項１３】
前記金属フィルタの光入射面に対する前記側壁の傾斜角は、（９０°−前記側壁への入射光の最大入射角）以下である
請求項１２に記載の半導体素子。
【請求項１４】
前記金属フィルタの光入射面において、前記第１の画素の周囲の少なくとも一部を囲み、反射光を抑制する反射防止膜が形成されている
請求項１に記載の半導体素子。
【請求項１５】
前記反射防止膜は、黒色フィルタである
請求項１４に記載の半導体素子。
【請求項１６】
前記金属フィルタは、プラズモンフィルタである
請求項１に記載の半導体素子。
【請求項１７】
前記金属フィルタは、ファブリペローである
請求項１に記載の半導体素子。
【請求項１８】
半導体素子と、
前記半導体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、
前記半導体素子は、
金属フィルタを備える第１の画素と前記金属フィルタを備えない第２の画素とが隣接して配置されている画素部と、
前記第１の画素と前記第２の画素との境界部の前記金属フィルタの側壁における反射光を抑制する反射光抑制部と
を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示に係る技術（以下、本技術とも称する）は、半導体素子及び電子機器に関し、特に、金属フィルタを備える画素及び金属フィルタを備えない画素を備える半導体素子及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像の取得に利用される撮像領域と、色スペクトルの取得に利用される分光領域とが同じ画素領域内に配置されている撮像素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−５９８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の撮像素子では、例えば、非金属製の有機材料系のカラーフィルタが撮像領域の画素に用いられ、アルミニウム等からなる金属製のプラズモンフィルタが分光領域の画素に用いられる。そのため、撮像領域と分光領域の境界部において、プラズモンフィルタの側壁で乱反射された反射光が撮像領域に入射し、その結果、撮像素子の特性が低下してしまう。
【０００５】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、金属フィルタを備える画素及び金属フィルタを備えない画素を備える半導体素子又は電子機器の特性を向上させるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術の第１の側面の半導体素子は、金属フィルタを備える第１の画素と金属フィルタを備えない第２の画素とが隣接して配置されている画素部と、前記第１の画素と前記第２の画素との境界部の前記金属フィルタの側壁における反射光を抑制する反射光抑制部とを備える。
【０００７】
本技術の第２の側面の電子機器は、半導体素子と、前記半導体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、前記半導体素子は、金属フィルタを備える第１の画素と金属フィルタを備えない第２の画素とが隣接して配置されている画素部と、前記第１の画素と前記第２の画素との境界部の前記金属フィルタの側壁における反射光を抑制する反射光抑制部とを備える。
【０００８】
本技術の第１の側面又は第２の側面においては、金属フィルタを備える第１の画素と金属フィルタを備えない第２の画素との境界部の前記金属フィルタの側壁における反射光が抑制される。
【発明の効果】
【０００９】
本技術の第１の側面によれば、金属フィルタを備える画素及び金属フィルタを備えない画素を備える半導体素子の特性を向上させることができる。
【００１０】
本技術の第２の側面によれば、金属フィルタを備える画素及び金属フィルタを備えない画素を備える電子機器の特性を向上させることができる。
【００１１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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。
【図２】撮像素子の回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】撮像素子の画素アレイの構成例を示す図である。
【図４】撮像素子の構成例を模式的に示す断面図である。
【図５】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。
【図６】表面プラズモンの分散関係を示すグラフである。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】プラズモンモードと導波管モードを示すグラフである。
【図１０】表面プラズモンの伝搬特性の例を示すグラフである。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】スクエア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。
【図１６】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。
【図１７】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。
【図１８】ブルズアイ構造を用いたプラズモンフィルタの構成例を示す図である。
【図１９】撮像素子のフィルタ層の第１の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図２０】図１９のフィルタ層に対する反射光抑制部の第１の実施形態を模式的に示す図である。
【図２１】撮像素子のフィルタ層の第２の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図２２】図２１のフィルタ層に対する反射光抑制部の第１の実施形態を模式的に示す図である。
【図２３】撮像素子のフィルタ層の第３の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図２４】図２３のフィルタ層に対する反射光抑制部の第１の実施形態を模式的に示す図である。
【図２５】黒色フィルタの幅の例を示す図である。
【図２６】黒色フィルタの突出量の条件を説明するための図である。
【図２７】黒色フィルタの第１の変形例を示す図である。
【図２８】黒色フィルタの第２の変形例を示す図である。
【図２９】反射光抑制部の第１の実施形態の変形例を示す図である。
【図３０】図１９のフィルタ層に対する反射光抑制部の第２の実施形態を模式的に示す図である。
【図３１】図２１のフィルタ層に対する反射光抑制部の第２の実施形態を模式的に示す図である。
【図３２】図２３のフィルタ層に対する反射光抑制部の第２の実施形態を模式的に示す図である。
【図３３】図１９のフィルタ層に対する反射光抑制部の第３の実施形態を模式的に示す図である。
【図３４】図２１のフィルタ層に対する反射光抑制部の第３の実施形態を模式的に示す図である。
【図３５】図２３のフィルタ層に対する反射光抑制部の第３の実施形態を模式的に示す図である。
【図３６】図１９のフィルタ層に対する反射光抑制部の第４の実施形態を模式的に示す図である。
【図３７】図２１のフィルタ層に対する反射光抑制部の第４の実施形態を模式的に示す図である。
【図３８】図２３のフィルタ層に対する反射光抑制部の第４の実施形態を模式的に示す図である。
【図３９】狭帯域フィルタの傾斜角の条件を説明するための図である。
【図４０】撮像素子の画素アレイのレイアウト例を示す図である。
【図４１】撮像素子の画素アレイのレイアウト例を示す図である。
【図４２】撮像素子の画素アレイのレイアウト例を示す図である。
【図４３】撮像素子の画素アレイのレイアウト例を示す図である。
【図４４】撮像素子の画素アレイのレイアウト例を示す図である。
【図４５】撮像素子の画素アレイのレイアウト例を示す図である。
【図４６】撮像素子の画素アレイのレイアウト例を示す図である。
【図４７】撮像素子の画素アレイのレイアウト例を示す図である。
【図４８】撮像素子の画素アレイのレイアウト例を示す図である。
【図４９】撮像素子の画素アレイのレイアウト例を示す図である。
【図５０】撮像素子の画素アレイのレイアウト例を示す図である。
【図５１】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。
【図５２】本技術の第５の実施形態を説明するための図である。
【図５３】反射防止膜のレイアウト例を示す図である。
【図５４】反射防止膜のレイアウト例を示す図である。
【図５５】反射防止膜のレイアウト例を示す図である。
【図５６】反射防止膜のレイアウト例を示す図である。
【図５７】反射防止膜のレイアウト例を示す図である。
【図５８】反射光抑制部にファブリペローを用いた例を示す図である。
【図５９】本技術の応用例を示す図である。
【図６０】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。
【図６１】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。
【図６２】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。
【図６３】電子機器の構成例を示すブロック図である。
【図６４】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６５】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。
【図６６】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。
【図６７】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。
【図６８】本開示に係る技術を適用し得る固体撮像装置の構成例、及び、画素分離部の第１の構成例を示す断面図である。
【図６９】本開示に係る技術を適用し得る固体撮像装置の画素分離部の第２の構成例を示す断面図である。
【図７０】本開示に係る技術を適用し得る固体撮像装置の画素分離部の第３の構成例を示す断面図である。
【図７１】本開示に係る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。
【図７２】積層型の固体撮像装置の構成例を示す断面図である。
【図７３】本開示に係る技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の他の構成例を示す断面図である。
【図７４】本開示に係る技術を適用し得る複数の画素を共有する固体撮像装置の構成例を示す平面図である。
【図７５】本開示に係る技術を適用し得る複数の画素を共有する固体撮像装置の構成例を示す断面図である。
【図７６】4画素共有の共有画素単位の等価回路の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称する）について図面を用いて詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．撮像装置の構成例
２．第１の実施形態（狭帯域フィルタの上方に光吸収体を設ける例）
３．第２の実施形態（狭帯域フィルタの側壁を光吸収体で覆う例）
４．第３の実施形態（狭帯域フィルタの側壁を低反射膜で覆う例）
５．第４の実施形態（狭帯域フィルタの側壁を傾斜させる例）
６．画素アレイにおける反射光抑制部の配置例
７．第５の実施形態（狭帯域フィルタの光入射面に反射防止膜を設ける例）
８．通常画素と狭帯域画素のフィルタの変形例
９．撮像装置の画像処理
１０．変形例
１１．応用例
【００１４】
＜＜１．撮像装置の構成例＞＞
まず、図１乃至図１８を参照して、本技術が適用される撮像装置の構成例について説明する。
【００１５】
＜撮像装置１０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１０の構成例を示すブロック図である。
【００１６】
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。撮像装置１０は、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）を検出可能である。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
なお、以下、画像データのことを、単に画像とも称する。
【００２５】
＜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。
【００２６】
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。
【００２７】
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部である。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
＜撮像素子の構成例＞
図３は、図２の撮像素子１２の画素アレイ３１の構成例を示している。
【００３７】
この例においては、通常画素領域３１Ａの周囲が、狭帯域画素領域３１Ｂにより囲まれている。
【００３８】
通常画素領域３１Ａは、主に被写体の撮影に用いられる。例えば、通常画素領域３１Ａには、非金属製のフィルタ（非金属フィルタ）であるカラーフィルタを備える画素５１が配置されている。
【００３９】
なお、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。例えば、有機材料系のカラーフィルタには、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。また、例えば、無機材料系のカラーフィルタには、ＴｉＯ２、ＺｎＳ、ＳｉＮ、ＭｇＦ２、ＳｉＯ２、Ｌｏｗ−ｋ等の材料が用いられる。さらに、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。
【００４０】
カラーフィルタの透過帯域（色）は画素５１毎に設定され、色の種類や配置は任意である。例えば、カラーフィルタは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、又は、Ｙ（黄）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）の３色のフィルタを備える。
【００４１】
なお、必ずしも通常画素領域３１Ａにカラーフィルタを用いなくてもよい。この場合、通常画素領域３１Ａは、モノクロの画像の撮像に用いられる。
【００４２】
狭帯域画素領域３１Ｂは、主に被写体の分光特性の測定に用いられる。狭帯域画素領域３１Ｂには、例えば、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を備える画素５１が配置されている。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、狭帯域フィルタに用いられる。
【００４３】
狭帯域フィルタの透過帯域は、画素５１毎に設定される。狭帯域フィルタの透過帯域の種類（バンド数）は任意であり、例えば、４以上に設定される。
【００４４】
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。
【００４５】
通常画素領域３１Ａと狭帯域画素領域３１Ｂとの境界部には、狭帯域フィルタの側壁における反射光を抑制する反射光抑制部３１Ｃが設けられる。反射光抑制部３１Ｃの詳細については後述する。
【００４６】
なお、以下、通常画素領域３１Ａの画素５１と狭帯域画素領域３１Ｂの画素５１を区別する場合、前者を通常画素５１Ａと称し、後者を狭帯域画素５１Ｂと称する。また、以下、通常画素領域３１Ａの通常画素５１Ａを用いて取得される画像を、通常画像と称し、狭帯域画素領域３１Ｂの狭帯域画素５１Ｂを用いて取得される画像を、マルチスペクトル画像と称する。
【００４７】
図４は、図１の撮像素子１２の断面の構成例を模式的に示している。図４には、撮像素子１２の通常画素領域３１Ａと狭帯域画素領域３１Ｂの境界部Ｂ１（隣接する通常画素５１Ａと狭帯域画素５１Ｂの境界部Ｂ１）近傍の通常画素５１Ａ−１、通常画素５１Ａ−２、狭帯域画素５１Ｂ−１、及び、狭帯域画素５１Ｂ−２の４画素分の断面が示されている。
【００４８】
なお、以下、通常画素５１Ａ−１及び通常画素５１Ａ−２を個々に区別する必要がない場合、単に通常画素５１Ａと称し、狭帯域画素５１Ｂ−１及び狭帯域画素５１Ｂ−２を個々に区別する必要がない場合、単に狭帯域画素５１Ｂと称する。
【００４９】
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、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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
フィルタ層１０３には、各通常画素５１Ａに対してカラーフィルタＣＦが設けられ、各狭帯域画素５１Ｂに対して狭帯域フィルタＮＢが設けられている。
【００５３】
なお、フィルタ層１０３において、例えば、通常画素５１Ａの一部又は全部にカラーフィルタＣＦを設けないようにしてもよい。また、フィルタ層１０３において、例えば、狭帯域画素５１Ｂの一部に狭帯域フィルタＮＢを設けないようにしてもよい。
【００５４】
光電変換素子層１０５は、例えば、図２のフォトダイオード６１（以下、フォトダイオードＰＤとも称する）等を備え、フィルタ層１０３を透過した光を受光し、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。
【００５５】
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。
【００５６】
＜プラズモンフィルタについて＞
次に、図５乃至図１８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。
【００５７】
図５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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
ここで、図６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。
【００６２】
図６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。
【００６３】
【数１】
2019129178.tif 000003
【００６４】
εdは、層間膜１０２を構成する誘電体の誘電率を示している。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
【数２】
2019129178.tif 000004
【００６８】
ｃは、光速を示している。
【００６９】
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。
【００７０】
【数３】
2019129178.tif 000005
【００７１】
εmは、導体薄膜１３１Ａの誘電率を示している。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
【数４】
2019129178.tif 000006
【００７５】
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。
【００７６】
｜Ｇx｜＝｜Ｇy｜＝２π／ａ0  ・・・（５）
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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の開口径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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
図８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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
図９は、図７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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
また、図１０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。
【００９２】
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。
【００９３】
【数５】
2019129178.tif 000007
【００９４】
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。
【００９５】
従って、図１０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。
【００９６】
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。
【００９７】
＜プラズモンフィルタのその他の例＞
次に、図１１乃至図１８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。
【００９８】
図１１Ａ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。
【００９９】
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、一部のホールを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。
【０１００】
例えば、図１１Ｂ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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
例えば、図１２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５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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
図１３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。
【０１０７】
図１３Ａのプラズモンフィルタ１２１Ａ’は、図５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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
図１３Ｂのプラズモンフィルタ１２１Ｂ’は、図１１Ａ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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
図１４は、図１３Ａ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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
また、アレイ構造のプラズモンフィルタにおいては、円形のドットの代わりに矩形のスクエアを用いることも可能である。
【０１１４】
図１５は、矩形のスクエア１３５を用いたスクエアアレイ構造のプラズモンフィルタ１２１Ｅを示している。すなわち、プラズモンフィルタ１２１Ｅは、図１３Ｂのプラズモンフィルタ１２１Ｂ’の円形のドット１３３Ｂを矩形のスクエア１３５に置き換えたものである。各スクエア１３５間には、誘電体層１３６が充填されている。
【０１１５】
同様に、図１３Ａのプラズモンフィルタ１２１Ａ’の円形のドット１３３Ａを矩形のスクエアに置き換えることも可能である。
【０１１６】
なお、ホールアレイ構造、ドットアレイ構造、及び、スクエア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、ドット、又は、スクエア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、ドット、又は、スクエア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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
また、狭帯域フィルタＮＢには、図１６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。
【０１１９】
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４のフィルタ層１０３に含まれ、ＳｉＯ２膜１６２、ＳｉＮ膜１６３、及び、ＳｉＯ２基板１６４は、例えば、図４の層間膜１０４に含まれる。
【０１２０】
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。
【０１２１】
図１７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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
さらに、狭帯域フィルタＮＢには、図１８に示されるブルズアイ（Bull's Eye）構造を用いたプラズモンフィルタ１７１を用いることも可能である。ブルズアイ構造とは、ダーツの的や弓矢の的と似ていることから付けられた名称である。
【０１２４】
図１８のＡに示すように、ブルズアイ構造のプラズモンフィルタ１７１は、中央に貫通孔１８１を有し、その貫通孔１８１を中心とする同心円状に形成された複数の凸部１８２から構成されている。すなわち、ブルズアイ構造のプラズモンフィルタ１７１は、プラズモン共鳴を生じさせる金属の回折格子構造を適用した形状である。
【０１２５】
ブルズアイ構造のプラズモンフィルタ１７１は、ＧＭＲを用いたプラズモンフィルタ１５１と同様の特徴を有する。すなわち、プラズモンフィルタ１７１は、凸部１８２間をピッチＰ６とした場合、ピッチＰ６が狭くなるにつれて、透過帯域が短波長側にシフトし、ピッチＰ６が広くなるにつれて、透過帯域が長波長側にシフトするという特徴を有する。
【０１２６】
＜＜２．本技術の第１の実施形態＞＞
次に、図１９乃至図２９を参照して、本技術の第１の実施形態について説明する。
【０１２７】
図１９は、図４のフィルタ層１０３の第１の実施形態であるフィルタ層１０３Ａを備える撮像素子１２Ａの構成例を模式的に示している。図１９には、撮像素子１２Ａの通常画素領域３１Ａと狭帯域画素領域３１Ｂの境界部Ｂ１近傍の通常画素５１Ａ−１乃至通常画素５１Ａ−５、及び、狭帯域画素５１Ｂ−１乃至狭帯域画素５１Ｂ−５の１０画素分の断面が示されている。
【０１２８】
フィルタ層１０３Ａにおいては、通常画素領域３１ＡのカラーフィルタＣＦと、狭帯域画素領域３１Ｂの狭帯域フィルタＮＢが異なる層に配置されている。具体的には、カラーフィルタＣＦの方が、狭帯域フィルタＮＢより上方、すなわち、より撮像素子１２Ａの光入射面の近くに配置されている。
【０１２９】
また、図示は省略するが、図２０Ｂを参照して後述するように、層間膜１０２又はフィルタ層１０３Ａに反射光抑制部３１Ｃが設けられる。
【０１３０】
図２０Ａは、図１９の撮像素子１２Ａの境界部Ｂ１近傍のフィルタ層１０３Ａの周囲の拡大図であり、反射光抑制部３１Ｃを設けない場合の入射光の様子を模式的に示している。
【０１３１】
この図に示されるように、カラーフィルタＣＦを透過した入射光の一部は、境界部Ｂ１の狭帯域フィルタＮＢの側壁ＳＷ１に入射し、側壁ＳＷ１において乱反射される。そして、側壁ＳＷ１において乱反射された反射光が、境界部Ｂ１の近傍の通常画素５１ＡのフォトダイオードＰＤに入射する。これにより、境界部Ｂ１近傍の通常画素５１Ａにおいて反射光によるノイズが発生し、撮像素子１２Ａ（特に境界部Ｂ１近傍の通常画素５１Ａ）の特性が低下する。
【０１３２】
これに対して、例えば、図２０Ｂに示されるように、光吸収体である黒色フィルタ２０１Ａが反射光抑制部３１Ｃとして設けられる。
【０１３３】
黒色フィルタ２０１Ａは、例えば、ブラックレジスト、又は、カーボンブラック等からなる。黒色フィルタ２０１Ａは、境界部Ｂ１において、カラーフィルタＣＦ及び狭帯域フィルタＮＢの上方に（カラーフィルタＣＦ及び狭帯域フィルタＮＢより撮像素子１２Ａの光入射面の近くに）配置されている。また、黒色フィルタ２０１Ａは、境界部Ｂ１に隣接する通常画素５１Ａ−１及び狭帯域画素５１Ｂ−１の少なくとも一部と重なっており、通常画素５１Ａ−１のカラーフィルタＣＦの光入射面及び狭帯域画素５１Ｂ−１の狭帯域フィルタＮＢの光入射面の少なくとも一部を覆っている。
【０１３４】
この黒色フィルタ２０１Ａにより側壁ＳＷ１に向かう入射光が吸収され、側壁ＳＷ１への入射光の入射が抑制される。これにより、側壁ＳＷ１における反射光が抑制され、反射光が通常画素領域３１ＡのフォトダイオードＰＤに入射し、通常画素５１Ａの特性が低下することが抑制される。
【０１３５】
図２１は、図４のフィルタ層１０３の第２の実施形態であるフィルタ層１０３Ｂを備える撮像素子１２Ｂの構成例を、図１９と同様に模式的に示している。
【０１３６】
フィルタ層１０３Ｂにおいては、通常画素領域３１ＡのカラーフィルタＣＦと、狭帯域画素領域３１Ｂの狭帯域フィルタＮＢが同じ層に配置されている。
【０１３７】
また、図示は省略するが、図２２Ｂを参照して後述するように、層間膜１０２又はフィルタ層１０３Ｂに反射光抑制部３１Ｃが設けられる。
【０１３８】
図２２Ａは、反射光抑制部３１Ｃを設けない場合の入射光の様子を、図２０Ａと同様に模式的に示している。
【０１３９】
この図に示されるように、カラーフィルタＣＦに入射した入射光の一部は、境界部Ｂ１の狭帯域フィルタＮＢの側壁ＳＷ１に入射し、側壁ＳＷ１において乱反射される。そして、側壁ＳＷ１において乱反射された反射光が、境界部Ｂ１近傍の通常画素５１ＡのフォトダイオードＰＤに入射する。これにより、境界部Ｂ１近傍の通常画素５１Ａにおいて反射光によるノイズが発生し、撮像素子１２Ｂ（特に境界部Ｂ１近傍の通常画素５１Ａ）の特性が低下する。
【０１４０】
これに対して、図２２Ｂに示されるように、図２０Ｂの黒色フィルタ２０１Ａと同様の黒色フィルタ２０１Ｂが反射光抑制部３１Ｃとして設けられる。
【０１４１】
黒色フィルタ２０１Ｂは、境界部Ｂ１において、カラーフィルタＣＦ及び狭帯域フィルタＮＢの上方に（カラーフィルタＣＦ及び狭帯域フィルタＮＢより撮像素子１２Ｂの光入射面の近くに）配置されている。また、黒色フィルタ２０１Ｂは、境界部Ｂ１に隣接する通常画素５１Ａ−１及び狭帯域画素５１Ｂ−１の少なくとも一部と重なっており、通常画素５１Ａ−１のカラーフィルタＣＦの光入射面及び狭帯域画素５１Ｂ−１の狭帯域フィルタＮＢの光入射面の少なくとも一部を覆っている。
【０１４２】
この黒色フィルタ２０１Ｂにより側壁ＳＷ１に向かう入射光が吸収され、側壁ＳＷ１への入射光の入射が抑制される。これにより、側壁ＳＷ１における反射光が抑制され、反射光が通常画素領域３１ＡのフォトダイオードＰＤに入射し、通常画素５１Ａの特性が低下することが抑制される。
【０１４３】
図２３は、図４のフィルタ層１０３の第３の実施形態であるフィルタ層１０３Ｃを備える撮像素子１２Ｃの構成例を、図１９及び図２１と同様に模式的に示している。
【０１４４】
フィルタ層１０３Ｃにおいては、狭帯域画素領域３１Ｂにおいて狭帯域フィルタＮＢが設けられる一方、通常画素領域３１ＡにおいてカラーフィルタＣＦが設けられていない。
【０１４５】
また、図示は省略するが、図２４Ｂを参照して後述するように、層間膜１０２又はフィルタ層１０３Ｃに反射光抑制部３１Ｃが設けられる。
【０１４６】
図２４Ａは、反射光抑制部３１Ｃを設けない場合の入射光の様子を、図２０Ａ及び図２２Ａと同様に模式的に示している。
【０１４７】
この図に示されるように、境界部Ｂ１の狭帯域フィルタＮＢの側壁ＳＷ１に入射した光は、側壁ＳＷ１において乱反射される。そして、側壁ＳＷ１において乱反射された反射光が、境界部Ｂ１近傍の通常画素領域３１Ａの通常画素５１ＡのフォトダイオードＰＤに入射する。これにより、境界部近傍の通常画素５１Ａにおいて反射光によるノイズが発生し、撮像素子１２Ｃ（特に境界部Ｂ１近傍の通常画素５１Ａ）の特性が低下する。
【０１４８】
これに対して、図２４Ｂに示されるように、図２０Ｂの黒色フィルタ２０１Ａ及び図２２Ｂの黒色フィルタ２０１Ｂと同様の黒色フィルタ２０１Ｃが反射光抑制部３１Ｃとして設けられる。
【０１４９】
黒色フィルタ２０１Ｃは、境界部Ｂ１において、狭帯域フィルタＮＢの上方に（狭帯域フィルタＮＢより撮像素子１２Ｃの光入射面の近くに）配置されている。また、黒色フィルタ２０１Ｃは、境界部Ｂ１に隣接する通常画素５１Ａ−１及び狭帯域画素５１Ｂ−１の少なくとも一部と重なっており、通常画素５１Ａ−１のカラーフィルタＣＦの光入射面及び狭帯域画素５１Ｂ−１の狭帯域フィルタＮＢの光入射面の少なくとも一部を覆っている。
【０１５０】
この黒色フィルタ２０１Ｃにより側壁ＳＷ１に向かう入射光が吸収され、側壁ＳＷ１への入射光の入射が抑制される。これにより、側壁ＳＷ１における反射光が抑制され、反射光が通常画素領域３１ＡのフォトダイオードＰＤに入射し、通常画素５１Ａの特性が低下することが抑制される。
【０１５１】
なお、黒色フィルタ２０１Ａ乃至黒色フィルタ２０１Ｃの境界部Ｂ１に垂直な方向の幅は、任意に変更することができる。ただし、黒色フィルタ２０１Ａ乃至黒色フィルタ２０１Ｃの幅が広すぎると、入射光が入射しない無効画素領域が増えてしまう。一方、黒色フィルタ２０１Ａ乃至黒色フィルタ２０１Ｃの幅が狭すぎると、反射光の抑制効果が低下する。
【０１５２】
そのため、黒色フィルタ２０１Ａ乃至黒色フィルタ２０１Ｃの幅を、狭帯域フィルタＮＢの金属薄膜の反射率等に応じて適切に調整することが望ましい。例えば、黒色フィルタ２０１Ａ乃至黒色フィルタ２０１Ｃの幅は、境界部Ｂ１を中心にして２画素から４画素程度の範囲内に設定することが望ましい。
【０１５３】
例えば、図２５は、黒色フィルタ２０１Ａが、境界部Ｂ１を中心に２つの通常画素５１Ａ及び２つの狭帯域画素５１Ｂの４つの画素５１を覆っている例を示している。
【０１５４】
ここで、図２６を参照して、黒色フィルタ２０１Ａの境界部Ｂ１から通常画素領域３１Ａへの突出量Ｌ１（黒色フィルタ２０１Ａの通常画素領域３１Ａにおける幅）の条件について説明する。
【０１５５】
なお、距離ｄ１は、黒色フィルタ２０１Ａの光入射面と反対側の底面と、狭帯域フィルタＮＢの光入射面と反対側の底面との間の距離を示している。角度θ１は、黒色フィルタ２０１Ａの底面の通常画素領域３１Ａ側の辺と側壁ＳＷ１の底面側の辺とを通る平面と、側壁ＳＷ１との間の角度を示している。
【０１５６】
そして、側壁ＳＷ１への入射光の最大入射角の想定値をθｍａｘとすると、θ１≧θｍａｘとなるように突出量Ｌ１を設定することが望ましい。すなわち、次式（７）を満たすように、突出量Ｌ１を設定することが望ましい。
【０１５７】
Ｌ１≧ｄ×ｔａｎ（θｍａｘ）  ・・・（７）
【０１５８】
なお、最大入射角θｍａｘは、次式（８）により表される。
【０１５９】
θｍａｘ＝（ＣＲＡ＋Ｆ値光最大入射角）×α  ・・・（８）
【０１６０】
ＣＲＡは、境界部Ｂ１に隣接する通常画素５１Ａ−１への入射光の主光線角を示している。Ｆ値光最大入射角は、光学系１１のＦ値が最小の場合の通常画素５１Ａ−１への入射光の各光線の主光線に対する角度のうちの最大値である。αは、１以上の係数であり、光学系１１及びオンチップマイクロレンズ１０１等の生産ばらつきを考慮したマージンを１に加えた係数である。
【０１６１】
なお、式（８）のＣＲＡは像高によって変化するため、最大入射角θｍａｘも像高によって変化する。そこで、例えば、像高毎に最大入射角θｍａｘを求め、求めた最大入射角θｍａｘに基づいて、像高によって突出量Ｌ１を変化させるようにしてもよい。或いは、例えば、最大入射角θｍａｘを撮像素子１２内の最小値に固定し、像高によらずに突出量Ｌ１を固定するようにしてもよい。
【０１６２】
図２２Ｂの黒色フィルタ２０１Ｂ及び図２４Ｂの黒色フィルタ２０１Ｃについても同様の計算式により、突出量Ｌ１の条件が求められる。
【０１６３】
また、例えば、図２７に示されるように、黒色フィルタ２０１Ａが通常画素領域３１Ａのみを覆うようにしてもよい。
【０１６４】
さらに、例えば、図２８に示されるように、黒色フィルタ２０１Ａが狭帯域画素領域３１Ｂのみを覆うようにしてもよい。
【０１６５】
図２７及び図２８の内容については、図２２Ｂの黒色フィルタ２０１Ｂ及び図２４Ｂの黒色フィルタ２０１Ｃに対しても同様に適用可能である。
【０１６６】
また、例えば、図２９に示されるように、黒色フィルタ２０１Ａの代わりに、赤色フィルタ２１１Ｒと青色フィルタ２１１Ｂの２種類のカラーフィルタを積層した光学フィルタ２１１を用いてもよい。
【０１６７】
赤色フィルタ２１１Ｒは、青色付近の波長の光を透過せず、青色フィルタ２１Ｂは、赤色付近の波長の光を透過しない。従って、赤色フィルタ２１１Ｒと青色フィルタ２１１Ｂとを積層することにより、黒色フィルタ２０１Ａと同等の効果が期待できる。
【０１６８】
なお、図２２Ｂの黒色フィルタ２０１Ｂ及び図２４Ｂの黒色フィルタ２０１Ｃの代わりに、光学フィルタ２１１を用いることも可能である。
【０１６９】
＜＜３．本技術の第２の実施形態＞＞
次に、図３０乃至図３２を参照して、本技術の第２の実施形態について説明する。
【０１７０】
図３０は、図１９の撮像素子１２Ａにおける反射光抑制部３１Ｃの第２の実施形態を示している。図３０の実施形態を図２０Ｂの実施形態と比較すると、黒色フィルタ２０１Ａの代わりに、黒色フィルタ２２１Ａが設けられている点が異なる。
【０１７１】
黒色フィルタ２２１Ａは、境界部Ｂ１の狭帯域フィルタＮＢの側壁ＳＷ１を覆っており、側壁ＳＷ１への入射光を吸収する。その結果、側壁ＳＷ１における反射光が抑制され、通常画素領域３１ＡのフォトダイオードＰＤに反射光が入射し、通常画素５１Ａの特性が低下してしまうことが抑制される。
【０１７２】
図３１は、図２１の撮像素子１２Ｂにおける反射光抑制部３１Ｃの第２の実施形態を示している。図３１の実施形態を図２２Ｂの実施形態と比較すると、黒色フィルタ２０１Ｂの代わりに、黒色フィルタ２２１Ｂが設けられている点が異なる。
【０１７３】
黒色フィルタ２２１Ｂは、境界部Ｂ１に隣接する通常画素５１Ａ−１のカラーフィルタＣＦと狭帯域画素５１Ｂ−１の狭帯域フィルタＮＢとの間において、狭帯域フィルタＮＢの側壁ＳＷ１を覆っており、側壁ＳＷ１への入射光を吸収する。その結果、側壁ＳＷ１における反射光が抑制され、通常画素領域３１ＡのフォトダイオードＰＤに反射光が入射し、通常画素５１Ａの特性が低下してしまうことが抑制される。
【０１７４】
図３２は、図２３の撮像素子１２Ｃにおける反射光抑制部３１Ｃの第２の実施形態を示している。図３２の実施形態を図２４Ｂの実施形態と比較すると、黒色フィルタ２０１Ｃの代わりに、黒色フィルタ２２１Ｃが設けられている点が異なる。
【０１７５】
黒色フィルタ２２１Ｃは、境界部Ｂ１の狭帯域フィルタＮＢの側壁ＳＷ１を覆っており、側壁ＳＷ１への入射光を吸収する。その結果、側壁ＳＷ１における反射光が抑制され、通常画素領域３１ＡのフォトダイオードＰＤに反射光が入射し、通常画素５１Ａの特性が低下してしまうことが抑制される。
【０１７６】
なお、図３０乃至図３２の黒色フィルタ２２１Ａ乃至黒色フィルタ２２１Ｃの代わりに、図２９の光学フィルタ２１１のように、赤色フィルタと青色フィルタを積層した光学フィルタを用いてもよい。
【０１７７】
また、黒色フィルタ、又は、赤色フィルタと青色フィルタを積層した光学フィルタからなる光吸収フィルタは、必ずしも境界部Ｂ１の狭帯域フィルタＮＢの側壁ＳＷ１を全て覆う必要はなく、側壁ＳＷ１の一部のみを覆っていてもよい。
【０１７８】
或いは、光吸収フィルタが、狭帯域フィルタＮＢの側壁ＳＷ１のみだけでなく、狭帯域フィルタＮＢの入射面及び底面の少なくとも一方の面を覆うようにしてもよい。この場合、光吸収フィルタが、狭帯域フィルタＮＢの入射面及び底面の少なくとも一方の面の一部を覆うようにしてもよいし、１画素から数画素の範囲内で面全体を覆うようにしてもよい。
【０１７９】
＜＜４．本技術の第３の実施形態＞＞
次に、図３３乃至図３５を参照して、本技術の第３の実施形態について説明する。
【０１８０】
図３３は、図１９の撮像素子１２Ａにおける反射光抑制部３１Ｃの第３の実施形態を示している。図３３の実施形態を図３０の実施形態と比較すると、黒色フィルタ２２１Ａが、低反射膜２３１Ａに置き換えられている点が異なる。
【０１８１】
低反射膜２３１Ａは、黒色フィルタ２２１Ａと同様に、境界部Ｂ１の狭帯域フィルタＮＢの側壁ＳＷ１を覆っている。低反射膜２３１Ａには、少なくとも狭帯域フィルタＮＢを構成する金属より反射率が低い素材、例えば、チタンナイトライド、タングステン、チタン等が用いられる。
【０１８２】
これにより、側壁ＳＷ１への入射光の反射が、低反射膜２３１Ａにより抑制される。その結果、通常画素領域３１ＡのフォトダイオードＰＤに反射光が入射し、通常画素５１Ａの特性が低下してしまうことが抑制される。
【０１８３】
図３４は、図２１の撮像素子１２Ｂにおける反射光抑制部３１Ｃの第３の実施形態を示している。図３４の実施形態を図３１の実施形態と比較すると、黒色フィルタ２２１Ｂの代わりに、低反射膜２３１Ｂが設けられている点が異なる。
【０１８４】
低反射膜２３１Ｂは、黒色フィルタ２２１Ｂと同様に、境界部Ｂ１に隣接する通常画素５１Ａ−１のカラーフィルタＣＦと狭帯域画素５１Ｂ−１の狭帯域フィルタＮＢとの間において、狭帯域フィルタＮＢの側壁ＳＷ１を覆っている。これにより、側壁ＳＷ１への入射光の反射が、低反射膜２３１Ｂにより抑制される。その結果、通常画素領域３１ＡのフォトダイオードＰＤに反射光が入射し、通常画素５１Ａの特性が低下してしまうことが抑制される。
【０１８５】
図３５は、図２３の撮像素子１２Ｃにおける反射光抑制部３１Ｃの第３の実施形態を示している。図３５の実施形態を図３２の実施形態と比較すると、黒色フィルタ２２１Ｃの代わりに、低反射膜２３１Ｃが設けられている点が異なる。
【０１８６】
低反射膜２３１Ｃは、黒色フィルタ２２１Ｃと同様に、境界部Ｂ１の狭帯域フィルタＮＢの側壁ＳＷ１を覆っている。これにより、側壁ＳＷ１への入射光の反射が、低反射膜２３１Ｃにより抑制される。その結果、通常画素領域３１ＡのフォトダイオードＰＤに反射光が入射し、通常画素５１Ａの特性が低下してしまうことが抑制される。
【０１８７】
なお、低反射膜２３１Ａ乃至低反射膜２３１Ｃは、必ずしも境界部Ｂ１の狭帯域フィルタＮＢの側壁ＳＷ１を全て覆う必要はなく、側壁ＳＷ１の一部のみを覆っていてもよい。
【０１８８】
或いは、低反射膜２３１Ａ乃至低反射膜２３１Ｃが、狭帯域フィルタＮＢの側壁ＳＷ１のみだけでなく、狭帯域フィルタＮＢの入射面及び底面の少なくとも一方の面を覆うようにしてもよい。この場合、低反射膜２３１Ａ乃至低反射膜２３１Ｃが、狭帯域フィルタＮＢの入射面及び底面の少なくとも一方の面の一部を覆うようにしてもよいし、１画素から数画素の範囲内で面全体を覆うようにしてもよい。
【０１８９】
＜＜５．本技術の第４の実施形態＞＞
次に、図３６乃至図３９を参照して、本技術の第４の実施形態について説明する。
【０１９０】
図３６は、図１９の撮像素子１２Ａにおける反射光抑制部３１Ｃの第４の実施形態を示している。
【０１９１】
この実施形態では、境界部Ｂ１の狭帯域フィルタＮＢの側壁ＳＷ２が、境界部Ｂ１に対して傾斜している。側壁ＳＷ２は、狭帯域フィルタＮＢの光入射面から離れるにつれて、境界部Ｂ１から狭帯域画素領域３１Ｂ（狭帯域画素５１Ｂ−１）の方向に離れるように傾斜している。
【０１９２】
これにより、側壁ＳＷ２に直接入射する入射光が減り、側壁ＳＷ２における入射光の反射が抑制される。その結果、通常画素領域３１ＡのフォトダイオードＰＤに反射光が入射し、通常画素５１Ａの特性が低下してしまうことが抑制される。
【０１９３】
図３７は、図２１の撮像素子１２Ｂにおける反射光抑制部３１Ｃの第４の実施形態を示している。
【０１９４】
この実施形態では、図３６の実施形態と同様に、境界部Ｂ１の狭帯域フィルタＮＢの側壁ＳＷ２が、境界部Ｂ１に対して傾斜している。これにより、側壁ＳＷ２に直接入射する入射光が減り、側壁ＳＷ２における入射光の反射が抑制される。その結果、通常画素領域３１ＡのフォトダイオードＰＤに反射光が入射し、通常画素５１Ａの特性が低下してしまうことが抑制される。
【０１９５】
図３８は、図２３の撮像素子１２Ｃにおける反射光抑制部３１Ｃの第４の実施形態を示している。
【０１９６】
この実施形態では、図３６及び図３７の実施形態と同様に、境界部Ｂ１の狭帯域フィルタＮＢの側壁ＳＷ２が、境界部Ｂ１に対して傾斜している。これにより、側壁ＳＷ２に直接入射する入射光が減り、側壁ＳＷ２における入射光の反射が抑制される。その結果、通常画素領域３１ＡのフォトダイオードＰＤに反射光が入射し、通常画素５１Ａの特性が低下してしまうことが抑制される。
【０１９７】
ここで、図３９を参照して、狭帯域フィルタＮＢの光入射面に対する側壁ＳＷ２の傾斜角θ２の条件について説明する。
【０１９８】
傾斜角θ２は、次式（９）を満たすように設定することが望ましい。
【０１９９】
θ２≦９０°−θｍａｘ  ・・・（９）
【０２００】
なお、最大入射角θｍａｘは、上述した式（８）により求められる。
【０２０１】
ここで、狭帯域フィルタＮＢの厚みをｄ２とし、側壁ＳＷ２（傾斜面）の奥行き方向の長さをＬ２とすると、次式（１０）が成り立つ。
【０２０２】
ｔａｎθ２＝ｄ２／Ｌ２  ・・・（１０）
【０２０３】
式（９）及び式（１０）より、側壁ＳＷ２の奥行き方向の長さＬ２は、次式（１１）を満たすように設定することが望ましい。
【０２０４】
Ｌ２≧ｄ２／ｔａｎ（９０°−θｍａｘ）  ・・・（１１）
【０２０５】
なお、上述したように、式（８）の最大入射角θｍａｘは像高によって変化する。そこで、例えば、像高毎に最大入射角θｍａｘを求め、求めた最大入射角θｍａｘに基づいて、像高によって長さＬ２を変化させるようにしてもよい。或いは、例えば、最大入射角θｍａｘを撮像素子１２Ｃ内の最小値に固定し、像高によらずに長さＬ２を固定するようにしてもよい。
【０２０６】
＜＜６．画素アレイ３１における反射光抑制部３１Ｃの配置例＞＞
次に、図４０乃至図５０を参照して、画素アレイ３１における反射光抑制部３１Ｃの配置例について説明する。
【０２０７】
図４０乃至図４３は、画素アレイ３１の通常画素領域３１Ａ（有効画素領域）の周囲の無効画素領域３１Ｄの一部が、狭帯域画素領域３１Ｂに置き換えられた例を示している。なお、無効画素領域３１Ｄには、オプティカルブラック画素が配置される場合がある。
【０２０８】
図４０の例では、通常画素領域３１Ａの周囲の上下左右の４方向の無効画素領域３１Ｄのうち３方向が狭帯域画素領域３１Ｂに置き換えられている。そして、狭帯域画素領域３１Ｂと通常画素領域３１Ａ及び無効画素領域３１Ｄとの境界部に、反射光抑制部３１Ｃが配置されている。一方、通常画素領域３１Ａと無効画素領域３１Ｄの境界部には、反射光抑制部３１Ｃは配置されていない。
【０２０９】
図４１の例では、通常画素領域３１Ａの周囲の上下左右の４方向の無効画素領域３１Ｄのうち２方向が狭帯域画素領域３１Ｂに置き換えられている。そして、狭帯域画素領域３１Ｂと通常画素領域３１Ａ及び無効画素領域３１Ｄとの境界部に、反射光抑制部３１Ｃが配置されている。一方、通常画素領域３１Ａと無効画素領域３１Ｄの境界部には、反射光抑制部３１Ｃは配置されていない。
【０２１０】
図４２の例では、通常画素領域３１Ａの周囲の上下左右の４方向の無効画素領域３１Ｄのうち１方向が狭帯域画素領域３１Ｂに置き換えられている。そして、狭帯域画素領域３１Ｂと通常画素領域３１Ａ及び無効画素領域３１Ｄとの境界部に、反射光抑制部３１Ｃが配置されている。一方、通常画素領域３１Ａと無効画素領域３１Ｄの境界部には、反射光抑制部３１Ｃは配置されていない。
【０２１１】
図４３の例では、狭帯域画素領域３１Ｂがイメージサークル３０１内に配置されている。
【０２１２】
図４３Ａの例では、イメージサークル３０１内において、通常画素領域３１Ａの周囲の４方向が、狭帯域画素領域３１Ｂにより囲まれている。そして、狭帯域画素領域３１Ｂと通常画素領域３１Ａ及び無効画素領域３１Ｄとの境界部に、反射光抑制部３１Ｃが配置されている。また、水平方向の反射光抑制部３１Ｃは、狭帯域画素領域３１Ｂが切れた後も、画素アレイ３１の左右の両端まで延びている。
【０２１３】
図４３Ｂの例は、図４３Ａの例と比較して、通常画素領域３１Ａの左右の狭帯域画素領域３１Ｂ、並びに、垂直方向の反射光抑制部３１Ｃが削除されている点が異なる。
【０２１４】
図４３Ｃの例は、図４３Ａの例と比較して、通常画素領域３１Ａの上下の狭帯域画素領域３１Ｂ、並びに、水平方向の反射光抑制部３１Ｃが削除されている点が異なる。
【０２１５】
図４３Ｄの例は、図４３Ａの例と比較して、通常画素領域３１Ａの下及び右の狭帯域画素領域３１Ｂ、並びに、通常画素領域３１Ａの下及び右の反射光抑制部３１Ｃが削除されている点が異なる。
【０２１６】
なお、イメージサークル３０１内に狭帯域画素領域３１Ｂを配置することにより、不要な部分に不要な構造体（例えば、狭帯域フィルタＮＢ等）が設けられなくなるため、光の乱反射を抑制することができる。
【０２１７】
図４４乃至図４７は、画素アレイ３１の通常画素領域３１Ａ（有効画素領域）の一部が、狭帯域画素領域３１Ｂに置き換えられた例を示している。
【０２１８】
図４４の例では、通常画素領域３１Ａの外周部が、狭帯域画素領域３１Ｂに置き換えられている。従って、通常画素領域３１Ａの周囲が、狭帯域画素領域３１Ｂにより囲まれている。そして、狭帯域画素領域３１Ｂと通常画素領域３１Ａとの境界部に、反射光抑制部３１Ｃが配置されている。
【０２１９】
図４５の例では、通常画素領域３１Ａの外周部の上下左右の４方向のうち３方向が狭帯域画素領域３１Ｂに置き換えられている。従って、通常画素領域３１Ａの周囲の４方向のうち３方向が、狭帯域画素領域３１Ｂにより囲まれている。そして、狭帯域画素領域３１Ｂと通常画素領域３１Ａとの境界部に、反射光抑制部３１Ｃが配置されている。また、各反射光抑制部３１Ｃは、画素アレイ３１の上下の端部、又は、左右の端部まで延びている。従って、狭帯域画素領域３１Ｂ内及び無効画素領域３１Ｄ内にも反射光抑制部３１Ｃが配置されている。
【０２２０】
図４６の例では、通常画素領域３１Ａの外周部の上下左右の４方向のうち２方向が狭帯域画素領域３１Ｂに置き換えられている。従って、通常画素領域３１Ａの周囲の４方向のうち２方向が、狭帯域画素領域３１Ｂにより囲まれている。そして、狭帯域画素領域３１Ｂと通常画素領域３１Ａとの境界部に、反射光抑制部３１Ｃが配置されている。また、各反射光抑制部３１Ｃは、画素アレイ３１の上下の端部、又は、左右の端部まで延びている。従って、狭帯域画素領域３１Ｂ内及び無効画素領域３１Ｄ内にも反射光抑制部３１Ｃが配置されている。
【０２２１】
図４７の例では、通常画素領域３１Ａの外周部の上下左右の４方向のうち１方向が狭帯域画素領域３１Ｂに置き換えられている。従って、通常画素領域３１Ａの周囲の４方向のうち１方向が、狭帯域画素領域３１Ｂにより囲まれている。そして、狭帯域画素領域３１Ｂと通常画素領域３１Ａとの境界部に、反射光抑制部３１Ｃが配置されている。また、各反射光抑制部３１Ｃは、画素アレイ３１の上下の端部、又は、左右の端部まで延びている。従って、無効画素領域３１Ｄ内にも反射光抑制部３１Ｃが配置されている。
【０２２２】
図４８は、通常画素領域３１Ａ及び無効画素領域３１Ｄの両方の領域の一部が狭帯域画素領域３１Ｂに置き換えられた例を示している。なお、図４８Ａ乃至図４８Ｄ内の点線は、置き換える前の通常画素領域３１Ａと無効画素領域３１Ｄの間の境界線を示している。
【０２２３】
図４８Ａの例では、画素アレイ３１の左端及び下端に狭帯域画素領域３１Ｂが配置されている。そして、狭帯域画素領域３１Ｂと通常画素領域３１Ａ及び無効画素領域３１Ｄとの境界部に、反射光抑制部３１Ｃが配置されている。また、各反射光抑制部３１Ｃは、画素アレイ３１の上下の端部、又は、左右の端部まで延びている。従って、狭帯域画素領域３１Ｂ内にも反射光抑制部３１Ｃが配置されている。
【０２２４】
図４８Ｂの例では、通常画素領域３１Ａの上端部及び左端部が狭帯域画素領域３１Ｂに置き換えられている。また、狭帯域画素領域３１Ｂは、画素アレイ３１の上下の端部、又は、左右の端部まで延びており、無効画素領域３１Ｄの一部が狭帯域画素領域３１Ｂに置き換えられている。そして、狭帯域画素領域３１Ｂと通常画素領域３１Ａとの境界部に、反射光抑制部３１Ｃが配置されている。また、各反射光抑制部３１Ｃは、画素アレイ３１の上下の端部、又は、左右の端部まで延びている。従って、狭帯域画素領域３１Ｂ及び無効画素領域３１Ｄ内にも反射光抑制部３１Ｃが配置されている。
【０２２５】
図４８Ｃの例では、通常画素領域３１Ａの上端部、下端部、及び、右端部が狭帯域画素領域３１Ｂに置き換えられている。また、無効画素領域３１Ｄの下端部及び右端部が狭帯域画素領域３１Ｂに置き換えられている。そして、狭帯域画素領域３１Ｂと通常画素領域３１Ａとの境界部に、反射光抑制部３１Ｃが配置されている。また、各反射光抑制部３１Ｃは、画素アレイ３１の上下の端部、又は、左右の端部まで延びている。従って、狭帯域画素領域３１Ｂ及び無効画素領域３１Ｄ内にも反射光抑制部３１Ｃが配置されている。
【０２２６】
図４８Ｄの例では、通常画素領域３１Ａの上端部、下端部、及び、左端部が狭帯域画素領域３１Ｂに置き換えられている。また、無効画素領域３１Ｄの左端部が狭帯域画素領域３１Ｂに置き換えられている。そして、狭帯域画素領域３１Ｂと通常画素領域３１Ａとの境界部に、反射光抑制部３１Ｃが配置されている。また、各反射光抑制部３１Ｃは、画素アレイ３１の上下の端部、又は、左右の端部まで延びている。従って、狭帯域画素領域３１Ｂ及び無効画素領域３１Ｄ内にも反射光抑制部３１Ｃが配置されている。
【０２２７】
図４９は、画素アレイ３１が通常画素領域３１Ａと狭帯域画素領域３１Ｂに分割された例を示している。
【０２２８】
具体的には、図４９Ａの例では、画素アレイ３１が通常画素領域３１Ａと狭帯域画素領域３１Ｂに左右に分割されている。そして、狭帯域画素領域３１Ｂと通常画素領域３１Ａとの境界部に、反射光抑制部３１Ｃが配置されている。
【０２２９】
図４９Ｂの例では、画素アレイ３１が通常画素領域３１Ａと狭帯域画素領域３１Ｂに上下に分割されている。そして、狭帯域画素領域３１Ｂと通常画素領域３１Ａとの境界部に、反射光抑制部３１Ｃが配置されている。
【０２３０】
図４９Ｃの例では、画素アレイ３１が４つの領域に分割され、右上及び左下に通常画素領域３１Ａが配置され、左上及び右下に狭帯域画素領域３１Ｂが配置されている。そして、狭帯域画素領域３１Ｂと通常画素領域３１Ａとの境界部に、反射光抑制部３１Ｃが配置されている。
【０２３１】
図５０は、通常画素領域３１Ａ内の一部に狭帯域画素領域３１Ｂが配置されている例を示している。
【０２３２】
具体的には、図５０Ａの例では、通常画素領域３１Ａの左下隅に狭帯域画素領域３１Ｂが配置されている。そして、狭帯域画素領域３１Ｂと通常画素領域３１Ａとの境界部に、反射光抑制部３１Ｃが配置されている。
【０２３３】
図５０Ｂの例では、通常画素領域３１Ａ内に狭帯域画素領域３１Ｂが配置されている。そして、狭帯域画素領域３１Ｂの周囲を囲むように反射光抑制部３１Ｃが配置されている。
【０２３４】
図５０Ｃの例では、通常画素領域３１Ａ内に複数の狭帯域画素領域３１Ｂが配置されている。そして、各狭帯域画素領域３１Ｂの周囲を囲むように反射光抑制部３１Ｃが配置されている。
【０２３５】
以上のように、少なくとも通常画素領域３１Ａと狭帯域画素領域３１Ｂとの境界部に反射光抑制部３１Ｃを配置することにより、上述したように、境界部の狭帯域フィルタＮＢの側壁における反射光を抑制することができる。
【０２３６】
なお、狭帯域画素領域３１Ｂを無効画素領域３１Ｄ内に配置すれば、通常画素領域３１Ａ（有効画素領域）の画素数の減少、画角の変化、縦横比の変化等を回避することができる。一方、狭帯域画素領域３１Ｂの像高が高くなるため、レンズ収差やＣＲＡが大きくなり、狭帯域画素５１Ｂの特性が低下する。また、狭帯域画素５１Ｂへの斜め光成分が大きくなり、狭帯域フィルタＮＢの側壁における乱反射成分が大きくなる。そのため、撮像素子１２の特性（特に狭帯域画素５１Ｂの特性）を改善するために、信号処理の負荷が増大する可能性がある。
【０２３７】
これに対して、狭帯域画素領域３１Ｂを通常画素領域３１Ａ内に配置すれば、レンズ収差、ＣＲＡ、斜め光成分が小さくなり、撮像素子１２の特性の低下を抑制することができる。一方、通常画素領域３１Ａの画素数の減少、画角の変化、縦横比の変化等が発生する。
【０２３８】
従って、上記のメリット、デメリットを考慮して、狭帯域画素領域３１Ｂを配置することが望ましい。
【０２３９】
＜＜７．第５の実施形態＞＞
次に、図５１乃至図５７を参照して、本技術の第５の実施形態について説明する。この第５の実施形態では、フレアの発生を抑制するために、光の反射を抑制する反射防止膜が狭帯域フィルタＮＢの光入射面に設けられる。
【０２４０】
まず、図５１を参照して、図２の撮像素子１２を用いた撮像装置１０におけるフレアの発生の一因について説明する。
【０２４１】
図５１の例において、撮像素子１２は、半導体チップ４０２に設けられている。具体的には、半導体チップ４０２は、基板４１３上に実装され、周囲がシールガラス４１１及び樹脂４１２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４０１、及び、シールガラス４１１を透過した光が、撮像素子１２に入射する。
【０２４２】
ここで、撮像素子１２のフィルタ層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、上述したように、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く、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、例えばシールガラス４１１又はレンズ４０１で反射され、撮像素子１２に再入射する。また、図５１では図示が省略されているが、赤外カットフィルタ等の光学フィルタやワイヤボンディング等においても、導体薄膜で反射された光の一部が反射され、撮像素子１２に再入射する。そして、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。
【０２４３】
これに対して、図５２に示されるように、狭帯域フィルタＮＢの光入射面に反射防止膜４２１が設けられる。反射防止膜４２１は、例えば、黒色フィルタからなる。
【０２４４】
この反射防止膜４２１により、狭帯域フィルタＮＢの導体薄膜で反射された反射光が吸収される。その結果、反射光がシールガラス４１１又はレンズ４０１等で反射され、撮像素子１２に再入射することが抑制され、その結果、フレアの発生が抑制される。
【０２４５】
次に、図５３乃至図５７を参照して、反射防止膜４２１のレイアウトの例について説明する。
【０２４６】
図５３及び図５４は、反射防止膜４２１のレイアウトの第１の例を示している。図５３は、画素アレイ３１全体における反射防止膜４２１のレイアウト例を示しており、図５４は、各狭帯域画素５１Ｂにおける反射防止膜４２１のレイアウト例を示している。
【０２４７】
この例において、反射防止膜４２１が狭帯域画素領域３１Ｂにおいて格子状に配置され、各狭帯域画素５１Ｂの周囲が反射防止膜４２１により囲まれている。
【０２４８】
この反射防止膜４２１により、各狭帯域画素５１Ｂの狭帯域フィルタＮＢの導体薄膜で反射された反射光が吸収され、フレアの発生が抑制される。
【０２４９】
また、狭帯域フィルタＮＢの光入射面の入射光を透過させたい部分には、反射防止膜４２１が配置されていない。従って、狭帯域フィルタＮＢの透過率が良好に維持され、各狭帯域画素５１Ｂの特性が良好に維持される。
【０２５０】
なお、反射防止膜４２１の幅（格子の幅）が細くなるほど、各狭帯域画素５１Ｂの感度が上昇する一方、反射光の抑制効果は低下する。一方、反射防止膜４２１の幅（格子の幅）が太くなるほど、反射光の抑制効果が上昇する一方、各狭帯域画素５１Ｂの感度は低下する。従って、反射防止膜４２１の幅を、要求される仕様や性能等により適宜調整することが望ましい。
【０２５１】
図５５乃至図５７は、各狭帯域画素５１Ｂにおける反射防止膜４２１の他のレイアウト例を示している。
【０２５２】
図５５Ａのレイアウト例では、４つの狭帯域画素５１Ｂが隣接する部分において、正方形の反射防止膜４２１が配置されている。正方形の反射防止膜４２１の各頂点は、各狭帯域画素５１Ｂの辺上に位置している。また、各狭帯域画素５１Ｂの四隅以外の境界部には、反射防止膜４２１は配置されていない。
【０２５３】
図５５Ｂのレイアウト例は、図５４のレイアウト例と図５５Ａのレイアウト例を組み合わせたものである。すなわち、図５５Ａのレイアウト例と比べて、各狭帯域画素５１Ｂの四隅以外の境界部にも反射防止膜４２１が配置されており、各狭帯域画素５１Ｂの周囲が反射防止膜４２１により囲まれている。
【０２５４】
従って、図５５Ａのレイアウト例では、図５５Ｂのレイアウト例と比較して、各狭帯域画素５１Ｂの感度が上昇する一方、反射光の抑制効果は低下する。逆に、図５５Ｂのレイアウト例では、図５５Ａのレイアウト例と比較して、反射光の抑制効果が上昇する一方、各狭帯域画素５１Ｂの感度は低下する。
【０２５５】
図５６Ａのレイアウト例では、４つの狭帯域画素５１Ｂが隣接する部分において、頂点が４つの星型の反射防止膜４２１が配置されている。星型の反射防止膜４２１の各頂点は、各狭帯域画素５１Ｂの辺上に位置している。また、各狭帯域画素５１Ｂの四隅以外の境界部には、反射防止膜４２１は配置されていない。
【０２５６】
図５６Ｂのレイアウト例は、図５４のレイアウト例と図５６Ａのレイアウト例を組み合わせたものである。すなわち、図５６Ａのレイアウト例と比べて、各狭帯域画素５１Ｂの四隅以外の境界部にも反射防止膜４２１が配置されており、各狭帯域画素５１Ｂの周囲が反射防止膜４２１により囲まれている。
【０２５７】
従って、図５６Ａのレイアウト例では、図５６Ｂのレイアウト例と比較して、各狭帯域画素５１Ｂの感度が上昇する一方、反射光の抑制効果は低下する。逆に、図５６Ｂのレイアウト例では、図５６Ａのレイアウト例と比較して、反射光の抑制効果が上昇する一方、各狭帯域画素５１Ｂの感度は低下する。
【０２５８】
図５７Ａのレイアウト例では、図５６Ａのレイアウト例と同様に、４つの狭帯域画素５１Ｂが隣接する部分において、頂点が４つの星型の反射防止膜４２１が配置されている。ただし、星形の各頂点が円弧上の辺により接続されている点が、図５６Ａのレイアウト例と異なっている。また、各狭帯域画素５１Ｂの四隅以外の境界部には、反射防止膜４２１は配置されていない。
【０２５９】
図５７Ｂのレイアウト例は、図５４のレイアウト例と図５７Ａのレイアウト例を組み合わせたものである。すなわち、図５７Ａのレイアウト例と比べて、各狭帯域画素５１Ｂの四隅以外の境界部にも反射防止膜４２１が配置されており、各狭帯域画素５１Ｂの周囲が反射防止膜４２１により囲まれている。
【０２６０】
従って、図５７Ａのレイアウト例では、図５７Ｂのレイアウト例と比較して、各狭帯域画素５１Ｂの感度が上昇する一方、反射光の抑制効果は低下する。逆に、図５７Ｂのレイアウト例では、図５７Ａのレイアウト例と比較して、反射光の抑制効果が上昇する一方、各狭帯域画素５１Ｂの感度は低下する。
【０２６１】
なお、縦２画素×横１画素、縦１画素×横２画素、縦２画素×横２画素、縦３画素×横３画素等の複数の狭帯域画素５１Ｂ単位で反射防止膜４２１を配置するようにしてもよい。この場合、必ずしも全ての狭帯域画素５１Ｂに反射防止膜４２１が設けられなくてもよい。
【０２６２】
＜＜８．通常画素５１Ａと狭帯域画素５１Ｂのフィルタの変形例＞＞
次に、通常画素５１Ａと狭帯域画素５１Ｂのフィルタの変形例について説明する。
【０２６３】
通常画素５１Ａが備える非金属フィルタと狭帯域画素５１Ｂが備える狭帯域フィルタＮＢ（金属フィルタ）の組合せは、上述した例に限定されず、任意に変更することができる。例えば、上述したプラズモンフィルタ以外の金属フィルタを狭帯域フィルタＮＢに用いることができる。
【０２６４】
例えば、図５８は、図２０Ｂの狭帯域フィルタＮＢとして、ファブリペロー５０１を用いた例を示している。
【０２６５】
ファブリペロー５０１は、ファブリペロー干渉計又はエタロンとも呼ばれ、光入射面に対して平行な半透明膜５１１Ａ及び半透明膜５１１Ｂが、所定の間隔を空けて内部に配置されている。そして、半透明膜５１１Ａと半透明膜５１１Ｂの間で光を多重反射させると、位相が合う波同士が強め合い、位相がずれている波同士が打ち消し合う。その結果、入射光のうち特定の波長の光が強まり、それ以外の波長の光は弱まり、特定の波長の光が出力される。
【０２６６】
また、上述したように、通常画素５１Ａに必ずしも非金属フィルタを設ける必要はない。
【０２６７】
＜＜９．撮像装置１０の画像処理＞＞
次に、撮像装置１０の画像処理について説明する。
【０２６８】
例えば、撮像装置１０に撮影モードを設け、撮像素子１２が出力する画像の種類を切り替えるようにしてもよい。例えば、モードＡに設定されている場合、撮像素子１２は通常画像のみ出力する。モードＢに設定されている場合、撮像素子１２はマルチスペクトル画像のみ出力する。モードＣに設定されている場合、撮像素子１２は通常画像とマルチスペクトル画像の両方を出力する。
【０２６９】
そして、例えば、ユーザが、シーンに応じて適切な撮影モードを選択したり、或いは、撮像装置１０が、シーンに応じて適切な撮影モードを自動的に選択したりする。
【０２７０】
例えば、被写体距離により撮影モードが選択される。例えば、被写体距離が数メートル程度である場合、モードＡに設定され、通常画像が撮影及び出力される。また、例えば、被写体距離が数ｃｍから数１０ｃｍ程度である場合、モードＢに設定され、マルチスペクトル画像が撮影及び出力される。さらに、例えば、モードＣに設定された場合、同じ被写体距離の被写体に対して、通常画像及びマルチスペクトル画像の両方が撮影及び出力される。
【０２７１】
また、マルチスペクトル画像では、波長分解能と空間解像度がトレードオフの関係にある。これは、空間解像度を上げようとすると、１波長あたりの画素数又は画素面積が減少するためである。
【０２７２】
従って、用途に応じて、２次元のマルチスペクトル画像、１次元のマルチスペクトル画像、及び、０次元のマルチスペクトル画像を使い分けるようにしてもよい。
【０２７３】
ここで、２次元のマルチスペクトル画像は、２次元に配列された画素で被写体を表現する画像である。１次元のマルチスペクトル画像は、１次元に配列された画素で被写体を表現する画像である。０次元のマルチスペクトル画像は、被写体の分光特性（例えば、分光スペクトル）を示す画像である。
【０２７４】
２次元のマルチスペクトル画像は、空間解像度が高く、被写体を視認できるが、波長分解能は低くなる。一方、０次元のマルチスペクトル画像は、空間解像度が低く、被写体を視認できないが、波長分解能は高くなる。
【０２７５】
ここで、被写体の分光特性の算出方法の例について説明する。
【０２７６】
観測データ（各狭帯域画素５１Ｂの画素値）を示す行列をｂ、各狭帯域画素５１Ｂの分光特性を示す行列をＡ、被写体の分光特性（以下、被写体分光と称する）を示す行列をｘとすると、観測データｂ、分光特性Ａ、及び、被写体分光ｘの関係は、次式（１２）により表される。
【０２７７】
ｂ＝Ａｘ  ・・・（１２）
【０２７８】
そして、被写体分光ｘは、式（１３）を用いて、式（１２）の逆問題を解くことにより求められる。
【０２７９】
ｘ＝Ａ-1ｂ  ・・・（１３）
【０２８０】
ここで、式（１３）の逆問題を解く有用な手法として、例えば、１次ノルムを用いたＬＡＳＳＯ（Least Absolute Shrinkage and Selection Operators）推定手法がある。
【０２８１】
例えば、ＬＡＳＳＯ推定手法を用いると、上述した式（１２）に基づいて、次式（１４）が表される。
【０２８２】
【数６】
2019129178.tif 000008
【０２８３】
ここで、右辺の第２項は、正則化項又は罰則項と呼ばれ、λは正則化パラメータ、Ｌは正則化行列を示している。
【０２８４】
そして、式（１４）から次式（１５）が導出され、被写体分光ｘを求めることができる。
【０２８５】
【数７】
2019129178.tif 000009
【０２８６】
なお、例えば、式（１４）の右辺において、第３項、第４項、・・・、第ｎ項のように正則化項を増やすようにしてもよい。
【０２８７】
また、式（１３）の逆問題を解く有用な他の手法として、例えば、２次ノルムを用いたリッジ回帰がある。
【０２８８】
例えば、リッジ回帰を用いると、上述した式（１２）に基づいて、次式（１６）が表される。
【０２８９】
【数８】
2019129178.tif 000010
【０２９０】
ここで、右辺の第２項は、正則化項又は罰則項と呼ばれ、λは正則化パラメータ、Ｌは正則化行列を示している。
【０２９１】
そして、式（１６）から次式（１７）が導出され、被写体分光ｘを求めることができる。
【０２９２】
【数９】
2019129178.tif 000011
【０２９３】
なお、例えば、式（１６）の右辺において、第３項、第４項、・・・、第ｎ項のように正則化項を増やすようにしてもよい。
【０２９４】
＜＜１０．応用例＞＞
次に、本技術の応用例について説明する。
【０２９５】
＜本技術の応用例＞
例えば、本技術は、図５９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。
【０２９６】
・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
【０２９７】
以下、より具体的な応用例について説明する。
【０２９８】
例えば、図１の撮像装置１０の各狭帯域画素５１Ｂ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の各狭帯域画素５１Ｂ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、各狭帯域画素５１Ｂの検出帯域を適切に設定したり、複数のマルチスペクトル画像を用いたりすることにより、撮像装置１０を様々な用途に用いることができる。
【０２９９】
例えば、撮像装置１０は、特定の指標の検出に用いることができる。そのような指標の代表例として、ＮＤＶＩ（The Normalized Difference Vegetation Index）、ＳＰＡＤ値、ＰＲＩ（Photochemical Reflectance Index）、ＳＤＶＩ（The Palmer Drought Severity Index）、ＮＤＳＭＩ（The Normalized Difference Soil Moisture Index）、ＬＶＩ（Leaf-color Verified Index）、ＤＤＶＩ等がある。また、例えば、ＳＲ（Simple Ratio）、ＧＥＭＩ（Global Environment Monitoring Index）、ＳＡＶＩ（Soil Adjusted Vegetation Index）、ＥＶＩ（Enhanced Vegetation Index）、ＰＶＩ（Perpendicular Vegetation Index）、ＳＩＰＩ（Structure Insensitive Pigment Index）、ＰＳＲＩ（Plant Senescing Reflectance Index）、ＣＩ（Chlorophyll Index）、ｍＳＲ（Modified Simple Ratio）、ｍＮＤ（Modified Normalized Difference）、ＣＣＩ（Canopy Chlorophyll Index）、ＷＩ（Water Index）、ＮＤＷＩ（Normalized Difference Water Index）、ＣＡＩ（Cellulose Absorption Index）等がある。
【０３００】
例えば、ＮＤＶＩは、近赤外（ＮＩＲ）画像と赤色（ＲＥＤ）画像を用いて、次式（１８）により求めることができる。
【０３０１】
ＮＤＶＩ＝（ＮＩＲ−ＲＥＤ）／（ＮＩＲ＋ＲＥＤ）  ・・・（１８）
【０３０２】
また、例えば、図６０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。
【０３０３】
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。
【０３０４】
図６１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。
【０３０５】
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。
【０３０６】
りんご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。
【０３０７】
図６２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。
【０３０８】
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 Chloride）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（Polypropylene）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。
【０３０９】
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。
【０３１０】
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。
【０３１１】
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。
【０３１２】
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。
【０３１３】
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。
【０３１４】
＜電子機器への応用例＞
図６３は、本技術を適用した電子機器の構成例を示している。
【０３１５】
電子機器６００は、光学系構成部６０１、駆動部６０２、撮像素子６０３、及び、信号処理部６０４を備える。
【０３１６】
光学系構成部６０１は、光学レンズなどから構成され、被写体の光学像を撮像素子６０３に入射させる。駆動部６０２は、撮像素子６０３の内部の駆動に関する各種のタイミング信号を生成、出力することにより撮像素子６０３の駆動を制御する。信号処理部６０４は、撮像素子６０３から出力される画像信号に対して所定の信号処理を施し、その信号処理結果に応じた処理を実行する。また、信号処理部６０４は、信号処理結果の画像信号を後段に出力して、例えば、固体メモリなどの記録媒体に記録したり、所定のネットワークを介し、所定のサーバに転送したりする。
【０３１７】
ここで、上述した撮像素子１２を撮像素子６０３として用いることにより、撮像される画像の高画質化や分光特性の検出精度の向上を実現することができる。
【０３１８】
＜撮像モジュールへの応用例＞
また、本技術は、例えば、撮像装置等の各種の電子機器に用いる撮像モジュールに適用することが可能である。撮像モジュールは、例えば、撮像素子１２、撮像素子１２に被写体の像を結像させる光学系（例えば、レンズ等）、及び、撮像素子１２から出力される信号を処理する信号処理部（例えば、ＤＳＰ）を備える。
【０３１９】
＜内視鏡手術システムへの応用例＞
また、例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
【０３２０】
図６４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。
【０３２１】
図６４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。
【０３２２】
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。
【０３２３】
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。
【０３２４】
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。
【０３２５】
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。
【０３２６】
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。
【０３２７】
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。
【０３２８】
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。
【０３２９】
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。
【０３３０】
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。
【０３３１】
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。
【０３３２】
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。
【０３３３】
図６５は、図６４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。
【０３３４】
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。
【０３３５】
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。
【０３３６】
撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。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。
【０３３７】
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。
【０３３８】
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。
【０３３９】
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。
【０３４０】
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。
【０３４１】
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。
【０３４２】
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。
【０３４３】
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。
【０３４４】
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。
【０３４５】
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。
【０３４６】
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。
【０３４７】
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。
【０３４８】
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。
【０３４９】
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。
【０３５０】
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の撮像部１１４０２に適用され得る。具体的には、例えば、上述した撮像素子１２を撮像部１０４０２に適用することができる。これにより、例えば、より画質の優れた術部画像を得たり、各種の指標を検出したりすることができ、術者が術部を確実に確認することが可能になる。
【０３５１】
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。
【０３５２】
＜移動体への応用例＞
さらに、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。
【０３５３】
図６６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。
【０３５４】
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６６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。
【０３５５】
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。
【０３５６】
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。
【０３５７】
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。
【０３５８】
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。
【０３５９】
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。
【０３６０】
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。
【０３６１】
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。
【０３６２】
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。
【０３６３】
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６６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。
【０３６４】
図６７は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０３６５】
図６７では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【０３６６】
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。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、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。
【０３６７】
なお、図６７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。
【０３６８】
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。
【０３６９】
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。
【０３７０】
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。
【０３７１】
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。
【０３７２】
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、上述した撮像素子１２を撮像部１２０３１に適用することができる。これにより、例えば、より画質の優れた撮影画像を得たり、各種の指標を検出したりすることができ、車外の状況の検出精度等が向上する。また、例えば、撮像部１２０３１を小型化することができる。
【０３７３】
＜＜１１．変形例＞＞
以下、上述した本技術の実施形態の変形例について説明する。
【０３７４】
例えば、図１９の撮像素子１２Ａにおいて、狭帯域フィルタＮＢをカラーフィルタＣＦより上方に配置するようにしてもよい。この場合、カラーフィルタＣＦが狭帯域フィルタＮＢより先に製造されることになるが、カラーフィルタＣＦは狭帯域フィルタＮＢより耐熱性が低い。従って、製造プロセスの制約、特に温度の制約を考慮して、設計及び製造を行う必要がある。
【０３７５】
また、上述した本技術の実施形態は、任意に組み合わせることが可能である。また、３種類以上の実施形態を組み合わせることも可能である。
【０３７６】
さらに、例えば、第１の実施形態及び第２の実施形態において、黒色フィルタ、並びに、赤色フィルタと青色フィルタを積層した光学フィルタ以外の光吸収体を用いるようにしてもよい。そのような光吸収体は、少なくともフォトダイオードＰＤが検出する波長帯の光を吸収することが望ましく、可視光だけでなく紫外光及び赤外光まで吸収することがより望ましい。
【０３７７】
また、本技術は、金属フィルタを備える画素と金属フィルタを備えない画素が隣接する半導体素子、及び、当該半導体素子を備える電子機器全般に適用することができる。例えば、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、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適用することができる。
【０３７８】
また、本技術は、以下に例示する固体撮像装置（撮像素子）にも適用することができる。
【０３７９】
＜本開示に係る技術を適用し得る固体撮像装置の断面構成例＞
【０３８０】
図６８は、本開示に係る技術を適用し得る固体撮像装置の構成例を示す断面図である。
【０３８１】
固体撮像装置では、PD（フォトダイオード）20019が、半導体基板20018の裏面（図では上面）側から入射する入射光20001を受光する。PD20019の上方には、平坦化膜20013，フィルタ層20012，マイクロレンズ20011が設けられており、各部を順次介して入射した入射光20001を、受光面20017で受光して光電変換が行われる。
【０３８２】
例えば、PD20019は、n型半導体領域20020が、電荷（電子）を蓄積する電荷蓄積領域として形成されている。PD20019においては、n型半導体領域20020は、半導体基板20018のp型半導体領域20016，20041の内部に設けられている。n型半導体領域20020の、半導体基板20018の表面（下面）側には、裏面（上面）側よりも不純物濃度が高いp型半導体領域20041が設けられている。つまり、PD20019は、HAD(Hole-Accumulation Diode)構造になっており、n型半導体領域20020の上面側と下面側との各界面において、暗電流が発生することを抑制するように、p型半導体領域20016，20041が形成されている。
【０３８３】
半導体基板20018の内部には、複数の画素20010の間を電気的に分離する画素分離部20030が設けられており、この画素分離部20030で区画された領域に、PD20019が設けられている。図中、上面側から、固体撮像装置を見た場合、画素分離部20030は、例えば、複数の画素20010の間に介在するように格子状に形成されており、PD20019は、この画素分離部20030で区画された領域内に形成されている。
【０３８４】
各PD20019では、アノードが接地されており、固体撮像装置において、PD20019が蓄積した信号電荷（例えば、電子）は、図示せぬ転送Tr(MOS FET)等を介して読み出され、電気信号として、図示せぬVSL（垂直信号線）へ出力される。
【０３８５】
配線層20050は、半導体基板20018のうち、遮光膜20014、フィルタ層20012、マイクロレンズ20011等の各部が設けられた裏面（上面）とは反対側の表面（下面）に設けられている。
【０３８６】
配線層20050は、配線20051と絶縁層20052とを含み、絶縁層20052内において、配線20051が各素子に電気的に接続するように形成されている。配線層20050は、いわゆる多層配線の層になっており、絶縁層20052を構成する層間絶縁膜と配線20051とが交互に複数回積層されて形成されている。ここでは、配線20051としては、転送Tr等のPD20019から電荷を読み出すためのTrへの配線や、VSL等の各配線が、絶縁層20052を介して積層されている。
【０３８７】
配線層20050の、PD20019が設けられている側に対して反対側の面には、支持基板20061が設けられている。例えば、厚みが数百μｍのシリコン半導体からなる基板が、支持基板20061として設けられている。
【０３８８】
遮光膜20014は、半導体基板20018の裏面（図では上面）の側に設けられている。
【０３８９】
遮光膜20014は、半導体基板20018の上方から半導体基板20018の裏面へ向かう入射光20001の一部を、遮光するように構成されている。
【０３９０】
遮光膜20014は、半導体基板20018の内部に設けられた画素分離部20030の上方に設けられている。ここでは、遮光膜20014は、半導体基板20018の裏面（上面）上において、シリコン酸化膜等の絶縁膜20015を介して、凸形状に突き出るように設けられている。これに対して、半導体基板20018の内部に設けられたPD20019の上方においては、PD20019に入射光20001が入射するように、遮光膜20014は、設けられておらず、開口している。
【０３９１】
つまり、図中、上面側から、固体撮像装置を見た場合、遮光膜20014の平面形状は、格子状になっており、入射光20001が受光面20017へ通過する開口が形成されている。
【０３９２】
遮光膜20014は、光を遮光する遮光材料で形成されている。例えば、チタン(Ti)膜とタングステン(W)膜とを、順次、積層することで、遮光膜20014が形成されている。この他に、遮光膜20014は、例えば、窒化チタン(TiN)膜とタングステン(W)膜とを、順次、積層することで形成することができる。
【０３９３】
遮光膜20014は、平坦化膜20013によって被覆されている。平坦化膜20013は、光を透過する絶縁材料を用いて形成されている。
【０３９４】
画素分離部20030は、溝部20031、固定電荷膜20032、及び、絶縁膜20033を有する。
【０３９５】
固定電荷膜20032は、半導体基板20018の裏面（上面）の側において、複数の画素20010の間を区画している溝部20031を覆うように形成されている。
【０３９６】
具体的には、固定電荷膜20032は、半導体基板20018において裏面（上面）側に形成された溝部20031の内側の面を一定の厚みで被覆するように設けられている。そして、その固定電荷膜20032で被覆された溝部20031の内部を埋め込むように、絶縁膜20033が設けられている（充填されている）。
【０３９７】
ここでは、固定電荷膜20032は、半導体基板20018との界面部分において正電荷（ホール）蓄積領域が形成されて暗電流の発生が抑制されるように、負の固定電荷を有する高誘電体を用いて形成されている。固定電荷膜20032が負の固定電荷を有するように形成されていることで、その負の固定電荷によって、半導体基板20018との界面に電界が加わり、正電荷（ホール）蓄積領域が形成される。
【０３９８】
固定電荷膜20032は、例えば、ハフニウム酸化膜（HfO2膜）で形成することができる。また、固定電荷膜20032は、その他、例えば、ハフニウム、ジルコニウム、アルミニウム、タンタル、チタン、マグネシウム、イットリウム、ランタノイド元素等の酸化物の少なくとも１つを含むように形成することができる。
【０３９９】
フィルタ層20012には、例えば、上述したようにカラーフィルタ、及び、金属製の狭帯域フィルタが設けられる。
【０４００】
＜本開示に係る技術を適用し得る固体撮像装置の画素分離部の断面構成例＞
【０４０１】
上述した図６８は、本開示に係る技術を適用し得る固体撮像装置の画素分離部の第１の構成例も示している。
【０４０２】
具体的には、画素分離部20030は、複数の画素20010の間を区画するように絶縁材料で形成されており、複数の画素20010の間を電気的に分離している。
【０４０３】
画素分離部20030は、溝部20031、固定電荷膜20032、及び、絶縁膜20033で構成され、半導体基板20018の裏面（図では上面）の側において、半導体基板20018の内部に埋め込むように形成されている。
【０４０４】
すなわち、半導体基板20018の裏面（上面）側には、PD20019の電荷蓄積領域を構成するn型半導体領域20020の間を区切るように、溝部20031が形成されている。溝部20031の内部は、固定電荷膜20032で被覆され、さらに、溝部20031に、絶縁膜20033を充填することで、画素分離部20030が構成されている。
【０４０５】
図中、上面側から、固体撮像装置を見た場合、画素分離部20030は、平面形状が格子状になっており、複数の画素20010の間に介在している。そして、その格子状の画素分離部20030で区画された矩形の領域内に、PD20019が形成されている。
【０４０６】
画素分離部20030の絶縁膜20033としては、例えば、シリコン酸化膜(SiO)や、シリコン窒化膜(SiN)等を採用することができる。画素分離部20030は、例えば、shallow trench isolationで形成されてもよい。
【０４０７】
図６９は、本開示に係る技術を適用し得る固体撮像装置の画素分離部の第２の構成例を示す断面図である。
【０４０８】
図６９において、画素21200を区切る画素分離部21210は、溝部21211内に、第１固定電荷膜21212、第２固定電荷膜21213、第１絶縁膜21214及び第２絶縁膜21215を、その順番で埋め込んで形成されている。溝部21211は、その断面形状をテーパ形状として、基板21221の深さ方向に開口径が小さくなるように形成されている。
【０４０９】
なお、画素分離部21210は、溝部21211内に、第１固定電荷膜21212、第２固定電荷膜21213、第１絶縁膜21214及び第２絶縁膜21215を、その順番以外の順番で埋め込んで形成することができる。例えば、第１絶縁膜21214、第１固定電荷膜21212、第２絶縁膜21215、第２固定電荷膜21213のように、絶縁膜と固定電荷膜とを交互に溝部21211内に埋め込んで、画素分離部21210を形成することができる。
【０４１０】
図７０は、本開示に係る技術を適用し得る固体撮像装置の画素分離部の第３の構成例を示す断面図である。
【０４１１】
図７０の固体撮像装置は、画素21200を区切る画素分離部21310が中空構造になっている点で、画素分離部21210が中空構造になっていない図６９の場合と異なる。また、図７０の固体撮像装置は、溝部21311がテーパ形状になっていない点で、溝部21211がテーパ形状になっている図６９の場合と異なる。なお、溝部21311は、図６９の溝部21211と同様にテーパ形状に構成することができる。
【０４１２】
画素分離部21310は、基板21221の裏面側（上側）から深さ方向に形成された溝部21311内に、固定電荷膜21312及び絶縁膜21313を、その順で埋め込んで形成されている。溝部21311の内部には中空部（いわゆるボイド）21314が形成されている。
【０４１３】
すなわち、固定電荷膜21312が、溝部21311の内壁面及び基板21221の裏面側に形成され、絶縁膜21313が、固定電荷膜21312を被覆するように形成されている。また、溝部21311において中空部21314を形成するため、絶縁膜21313は、溝部21311の内部では溝部21311を全て埋め込まない膜厚で形成され、溝部21311の開口端では溝部21311を閉塞するように形成されている。絶縁膜21313は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、樹脂等の材料で形成することができる。
【０４１４】
＜本開示に係る技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の構成例＞
【０４１５】
図７１は、本開示に係る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。
【０４１６】
図７１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23010は、図７１のＡに示すように、１枚のダイ（半導体基板）23011を有する。このダイ23011には、画素がアレイ状に配置された画素領域23012と、画素の駆動その他の各種の制御を行う制御回路23013と、信号処理するためのロジック回路23014とが搭載されている。
【０４１７】
図７１のＢ及び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23020は、図７１のＢ及びＣに示すように、センサダイ23021とロジックダイ23024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。
【０４１８】
図７１のＢでは、センサダイ23021には、画素領域23012と制御回路23013が搭載され、ロジックダイ23024には、信号処理を行う信号処理回路を含むロジック回路23014が搭載されている。
【０４１９】
図７１のＣでは、センサダイ23021には、画素領域23012が搭載され、ロジックダイ23024には、制御回路23013及びロジック回路23014が搭載されている。
【０４２０】
図７２は、積層型の固体撮像装置23020の構成例を示す断面図である。
【０４２１】
センサダイ23021には、画素領域23012となる画素を構成するPD（フォトダイオード）や、FD（フローティングディフュージョン）、Tr（MOS FET）、及び、制御回路23013となるTr等が形成される。さらに、センサダイ23021には、複数層、本例では３層の配線23110を有する配線層23101が形成される。なお、制御回路23013（となるTr）は、センサダイ23021ではなく、ロジックダイ23024に構成することができる。
【０４２２】
ロジックダイ23024には、ロジック回路23014を構成するTrが形成される。さらに、ロジックダイ23024には、複数層、本例では３層の配線23170を有する配線層23161が形成される。また、ロジックダイ23024には、内壁面に絶縁膜23172が形成された接続孔23171が形成され、接続孔23171内には、配線23170等と接続される接続導体23173が埋め込まれる。
【０４２３】
センサダイ23021とロジックダイ23024とは、互いの配線層23101及び23161が向き合うように貼り合わされ、これにより、センサダイ23021とロジックダイ23024とが積層された積層型の固体撮像装置23020が構成されている。例えば、固体撮像装置23020は、配線23110及び23170が直接接触するように、センサダイ23021とロジックダイ23024とを重ね合わせ、所要の加重をかけながら加熱し、配線23110及び23170を直接接合することで構成される。
【０４２４】
センサダイ23021には、センサダイ23021の裏面側（PDに光が入射する側）（上側）からセンサダイ23021を貫通してロジックダイ23024の最上層の配線23170に達する接続孔23111が形成される。さらに、センサダイ23021には、接続孔23111に近接して、センサダイ23021の裏面側から１層目の配線23110に達する接続孔23121が形成される。接続孔23111の内壁面には、絶縁膜23112が形成され、接続孔23121の内壁面には、絶縁膜23122が形成される。そして、接続孔23111及び23121内には、接続導体23113及び23123がそれぞれ埋め込まれる。接続導体23113と接続導体23123とは、センサダイ23021の裏面側で電気的に接続され、これにより、センサダイ23021とロジックダイ23024とが、配線層23101、接続孔23121、接続孔23111、及び、配線層23161を介して、電気的に接続される。
【０４２５】
図７３は、本開示に係る技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の他の構成例を示す断面図である。
【０４２６】
図７３では、固体撮像装置23401は、センサダイ23411と、ロジックダイ23412と、メモリダイ23413との3枚のダイが積層された３層の積層構造になっている。
【０４２７】
メモリダイ23413は、例えば、ロジックダイ23412で行われる信号処理において一時的に必要となるデータの記憶を行うメモリ回路を有する。
【０４２８】
図７３では、センサダイ23411の下に、ロジックダイ23412及びメモリダイ23413が、その順番で積層されているが、ロジックダイ23412及びメモリダイ23413は、逆順、すなわち、メモリダイ23413及びロジックダイ23412の順番で、センサダイ23411の下に積層することができる。
【０４２９】
なお、図７３では、センサダイ23411には、画素の光電変換部となるPDや、画素Trのソース／ドレイン領域が形成されている。
【０４３０】
PDの周囲にはゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成され、ゲート電極と対のソース／ドレイン領域により画素Tr23421、画素Tr23422が形成されている。
【０４３１】
PDに隣接する画素Tr23421が転送Trであり、その画素Tr23421を構成する対のソース／ドレイン領域の一方がFDになっている。
【０４３２】
また、センサダイ23411には、層間絶縁膜が形成され、層間絶縁膜には、接続孔が形成される。接続孔には、画素Tr23421、及び、画素Tr23422に接続する接続導体23431が形成されている。
【０４３３】
さらに、センサダイ23411には、各接続導体23431に接続する複数層の配線23432を有する配線層23433が形成されている。
【０４３４】
また、センサダイ23411の配線層23433の最下層には、外部接続用の電極となるアルミパッド23434が形成されている。すなわち、センサダイ23411では、配線23432よりもロジックダイ23412との接着面23440に近い位置にアルミパッド23434が形成されている。アルミパッド23434は、外部との信号の入出力に係る配線の一端として用いられる。
【０４３５】
さらに、センサダイ23411には、ロジックダイ23412との電気的接続に用いられるコンタクト23441が形成されている。コンタクト23441は、ロジックダイ23412のコンタクト23451に接続されるとともに、センサダイ23411のアルミパッド23442にも接続されている。
【０４３６】
そして、センサダイ23411には、センサダイ23411の裏面側（上側）からアルミパッド23442に達するようにパッド孔23443が形成されている。
【０４３７】
＜本開示に係る技術を適用し得る複数の画素を共有する固体撮像装置の構成例＞
【０４３８】
図７４は、本開示に係る技術を適用し得る複数の画素を共有する固体撮像装置の構成例を示す平面図であり、図７５は、図７４のA-A線上の断面図である。
【０４３９】
固体撮像装置24010は、画素が２次元アレイ状に配列された画素領域24011を有する。画素領域24011は、横２画素×縦２画素の計4画素を、画素Tr(MOS FET)等を共有する共有画素単位24012として、その共有画素単位24012が２次元アレイ状に配列されて構成される。
【０４４０】
横2画素×縦2画素の4画素を共有する4画素共有の共有画素単位24012の4画素は、PD（フォトダイオード）240211，240212，240213、及び、240214をそれぞれ有し、１つのFD（フローティングディフュージョン）24030を共有する。また、共有画素単位24012は、画素Trとして、PD24021i（ここでは、i=1,2,3,4）に対する転送Tr24041iと、4画素で共有される共有TrとしてのリセットTr24051、増幅Tr24052、及び、選択Tr24053とを有する。
【０４４１】
FD24030は、４つのPD240211ないし240214に囲まれた中央に配置される。FD24030は、配線24071を介してリセットTr24051のドレインとしてのソース／ドレイン領域S/Dと、増幅Tr24052のゲートGに接続される。転送Tr24041iは、その転送Tr24041iに対するPD24021iとそのPD24021iに近接するFD24030との間に配置されたゲート24042iを有し、そのゲート24042iに与えられる電圧に応じて動作する。
【０４４２】
ここで、各行ごとの共有画素単位24012のPD240211ないし240214、FD24030、及び、転送Tr240411ないし240414を含む領域を、PD形成領域24061という。また、各行ごとの共有画素単位24012の画素Trのうち、4画素が共有するリセットTr24051、増幅Tr24052、及び、選択Tr24053を含む領域を、Tr形成領域24062という。この水平方向に連続する夫々のTr形成領域24062とPD形成領域24061とは、画素領域24011の垂直方向に交互に配置される。
【０４４３】
リセットTr24051、増幅Tr24052、及び、選択Tr24053は、いずれも、一対のソース／ドレイン領域S/DとゲートGとで構成される。一対のソース／ドレイン領域S/Dは、一方がソースとして機能し、他方がドレインとして機能する。
【０４４４】
PD240211ないし240214、FD24030、転送Tr240411ないし240414、リセットTr24051、増幅Tr24052、及び、選択Tr24053は、例えば、図７５の断面図で示すように、n型の半導体基板24200に形成されたp型半導体領域(p-well) 24210に形成される。
【０４４５】
図７４に示すように、PD形成領域24061内には、画素分離部24101が形成され、Tr形成領域24062（を含む領域）内には、素子分離部24102が形成される。素子分離部24102は、例えば、図７５に示すように、p型半導体領域24210に設けられたp型半導体領域24211と、そのp型半導体領域24211の表面上に設けられた絶縁膜（例えばシリコン酸化膜）24212とで構成される。図示しないが、画素分離部24101も、同様に構成することができる。
【０４４６】
画素領域24011には、p型半導体領域24210に固定電圧を印加するためのウエルコンタクト24111が形成される。ウエルコンタクト24111は、p型半導体領域24210に設けられたp型半導体領域24231の表面上に設けられる不純物拡散領域であるp型半導体領域として構成することができる。ウエルコンタクト24111は、p型半導体領域24231より高不純物濃度のp型半導体領域である。ウエルコンタクト24111（及び下部のp型半導体領域24231）は、素子分離部24102を兼ねており、左右に隣り合う共有画素単位24012の共有Tr（リセットTr24051、増幅Tr24052、及び、選択Tr24053）どうしの間に形成される。ウエルコンタクト24111は、導電性ビア24241を介して配線層24240の所要の配線24242に接続される。この配線24242から導電性ビア24241、及び、ウエルコンタクト24111を通じてp型半導体領域24210に所要の固定電圧が印加される。配線層24240は、絶縁膜24243を介して複数層の配線24242を配置して形成される。配線層24240上には、図示しないが、平坦化膜を介して狭帯域フィルタ、カラーフィルタ、マイクロレンズが形成される。
【０４４７】
図７６は、4画素共有の共有画素単位24012の等価回路の例を示す図である。4画素共有の共有画素単位24012の等価回路では、４つのPD240211ないし240214が、それぞれ対応する４つの転送Tr240411ないし240414のソースに接続される。各転送Tr24041iのドレインは、リセットTr24051のソースに接続される。各転送Tr24041iのドレインが共通のFD24030になっている。FD24030は、増幅Tr24052のゲートに接続される。増幅Tr24052のソースは選択Tr24053のドレインに接続される。リセットTr24051のドレイン及び増幅Tr24052のドレインは、電源VDDに接続される。選択Tr24053のソースはVSL（垂直信号線）に接続される。
【０４４８】
なお、本開示に係る技術は、上述した例以外にも、例えば、横2画素×縦4画素、横１画素×縦4画素等の任意の配置の複数の画素を共有する固体撮像装置に適用し得る。
【０４４９】
また、通常画素領域内及び狭帯域画素領域内の少なくとも一方において、複数の画素を共有することにより、トランジスタの面積を削減することができる。これにより、例えば、受光面積が増え、高画質化や分光特性の検出精度の向上が実現される。或いは、画素数を増やすことにより、高解像度化が実現される。
【０４５０】
本開示に係る技術は、以上のような固体撮像装置に適用することができる。
【０４５１】
なお、図６９、図７０、図７２、及び、図７３のフィルタ層には、例えば、図６８のフィルタ層20012と同様に、カラーフィルタ、及び、金属製の狭帯域フィルタが設けられる。
【０４５２】
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。
【０４５３】
＜構成の組み合わせ例＞
また、例えば、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
【０４５４】
（１）
金属フィルタを備える第１の画素と前記金属フィルタを備えない第２の画素とが隣接して配置されている画素部と、
前記第１の画素と前記第２の画素との境界部の前記金属フィルタの側壁における反射光を抑制する反射光抑制部と
を備える半導体素子。
（２）
前記反射光抑制部は、前記金属フィルタより前記半導体素子の光入射面に近い位置に配置され、前記境界部に隣接する前記第１の画素及び前記第２の画素の少なくとも一方と重なる光吸収体を備える
前記（１）に記載の半導体素子。
（３）
前記第２の画素は、非金属フィルタを備え、
前記光吸収体は、前記金属フィルタ及び前記非金属フィルタより前記半導体素子の光入射面に近い位置に配置されている
前記（２）に記載の半導体素子。
（４）
前記非金属フィルタが、前記金属フィルタより前記半導体素子の光入射面に近い位置に配置されている
前記（３）に記載の半導体素子。
（５）
前記光吸収体は、黒色フィルタである
前記（２）又は（３）に記載の半導体素子。
（６）
前記光吸収体は、赤色フィルタと青色フィルタを積層した光学フィルタである
前記（２）又は（３）に記載の半導体素子。
（７）
前記光吸収体の光入射面と反対側の面の前記第２の画素側の辺と、前記側壁の前記金属フィルタの光入射面と反対側の辺とを結ぶ平面と、前記側壁との間の角度が、前記側壁への入射光の最大入射角以上である
前記（２）乃至（６）のいずれかに記載の半導体素子。
（８）
前記反射光抑制部は、前記側壁の少なくとも一部を覆う光吸収体を備える
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の半導体素子。
（９）
前記光吸収体は、黒色フィルタである
前記（８）に記載の半導体素子。
（１０）
前記光吸収体は、赤色フィルタと青色フィルタを積層した光学フィルタである
前記（８）に記載の半導体素子。
（１１）
前記反射光抑制部は、前記金属フィルタを構成する金属より反射率が低く、前記側壁の少なくとも一部を覆う低反射膜を備える
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の半導体素子。
（１２）
前記反射光抑制部は、前記金属フィルタの光入射面から離れるにつれて前記境界部から前記第１の画素の方向に離れるように傾斜している前記側壁を備える
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の半導体素子。
（１３）
前記金属フィルタの光入射面に対する前記側壁の傾斜角は、（９０°−前記側壁への入射光の最大入射角）以下である
前記（１２）に記載の半導体素子。
（１４）
前記金属フィルタの光入射面において、前記第１の画素の周囲の少なくとも一部を囲み、反射光を抑制する反射防止膜が形成されている
前記（１）乃至（１３）のいずれかに記載の半導体素子。
（１５）
前記反射防止膜は、黒色フィルタである
前記（１４）に記載の半導体素子。
（１６）
前記金属フィルタは、プラズモンフィルタである
前記（１）乃至（１５）のいずれかに記載の半導体素子。
（１７）
前記金属フィルタは、ファブリペローである
前記（１）乃至（１６）のいずれかに記載の半導体素子。
（１８）
半導体素子と、
前記半導体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、
前記半導体素子は、
金属フィルタを備える第１の画素と前記金属フィルタを備えない第２の画素とが隣接して配置されている画素部と、
前記第１の画素と前記第２の画素との境界部の前記金属フィルタの側壁における反射光を抑制する反射光抑制部と
を備える電子機器。
【０４５５】
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。
【符号の説明】
【０４５６】
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，  ３１Ａ  通常画素領域，  ３１Ｂ  狭帯域画素領域，  ３１Ｃ  反射光抑制部，  ３１Ｄ  無効画素領域，  ５１  画素，  ５１Ａ  通常画素，  ５１Ｂ  狭帯域画素，  １０３  フィルタ層，  １０５  光電変換素子層，  １２１Ａ乃至１２１Ｅ，１５１，１７１  プラズモンフィルタ，  ２０１Ａ乃至２０１Ｃ  黒色フィルタ，  ２１１  光学フィルタ，  ２１１Ｒ  赤色フィルタ，  ２１１Ｂ  青色フィルタ，  ２２１Ａ乃至２２１Ｃ  黒色フィルタ，  ２３１Ａ乃至２３１Ｃ  低反射膜，  ３０１  イメージサークル，  ４０２  半導体チップ，  ４２１  反射防止膜，  ５０１  ファブリペロー，  ６００  電子機器，  ６０３  撮像素子，  ＣＦ  カラーフィルタ，  ＮＢ  狭帯域フィルタ，  ＳＷ１乃至ＳＷ３  側壁，  ＰＤ  フォトダイオード，  Ｂ１  境界部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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