(57)【要約】  光検出装置は、第１波長範囲の波長を有する第１波長光、第２波長範囲の波長を有する第２波長光、・・・および第ｎ波長範囲の波長を有する第ｎ波長光（ｎは整数）を透過させる光学フィルタ（２）と、第１波長光の第１波長光強度、第２波長光の第２波長光強度、・・・および第ｎ波長光の第ｎ波長光強度の少なくとも一つを検出する光センサ（３）と、第１波長光強度、第２波長光強度、・・・および第ｎ波長光強度の少なくとも一つに基づいて、第１波長範囲、第２波長範囲、・・・および第ｎ波長範囲の少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定する解析部（４）とを備え、前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度と前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度との間には相関関係が有る。
2015159651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光のうち第１波長範囲の波長を有する第１波長光、第２波長範囲の波長を有する第２波長光、・・・および第ｎ波長範囲の波長を有する第ｎ波長光（ｎは整数）を透過させる光学フィルタと、
前記第１波長光の第１波長光強度、前記第２波長光の第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光の第ｎ波長光強度の少なくとも一つを検出する光センサと、
前記光センサにより検出された前記第１波長光強度、前記第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光強度の少なくとも一つに基づいて、前記第１波長範囲、前記第２波長範囲、・・・および前記第ｎ波長範囲の少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定する解析部とを備え、
前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度と前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度との間には相関関係が有ることを特徴とする光検出装置。
【請求項２】
透過波長域が異なる複数の光学フィルタと、
前記複数の光学フィルタのそれぞれを透過した光を受光する複数の光センサとを備え、
前記複数の光学フィルタのそれぞれは、可視光線および赤外線の波長領域において透過率が５０％以上の複数の積層部材が積層されて成り、
前記複数の積層部材のそれぞれは、同一または異なる屈折率を有し、
前記複数の光学フィルタのそれぞれは、所定の波長範囲の光を反射することで他の波長範囲の光を透過し、
前記複数の光学フィルタは、空間またはスペーサ部材を介して、平面に配置されることを特徴とする光検出装置。
【請求項３】
各光学フィルタに積層された複数の積層部材のうちの少なくとも一つが、他の積層部材の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折層であり、
前記複数の光学フィルタのうちの少なくとも一つの高屈折層が、他の光学フィルタの高屈折層と屈折率が異なる請求項２に記載の光検出装置。
【請求項４】
前記複数の光学フィルタのうちの少なくとも前記一つは、前記可視光線および前記赤外線の波長領域において他の光学フィルタが透過する光の波長よりも短い波長の光を透過し、
前記複数の光学フィルタのうちの少なくとも前記一つの高屈折層の屈折率が、他の光学フィルタの高屈折層の屈折率よりも小さい請求項３に記載の光検出装置。
【請求項５】
前記複数の積層部材のうちの一つが前記光センサに最も近い最下層であり、前記複数の積層部材のうちの他の一つが前記光センサに最も遠い最上層であり、
前記最下層の屈折率と前記最下層に隣接する層の屈折率との比率が８５％以上１１５％以下であり、前記最上層の屈折率と前記最上層に隣接する層の屈折率との比率が８５％以上１１５％以下である請求項２に記載の光検出装置。
【請求項６】
前記複数の光学フィルタに対して前記複数の光センサの反対側に配置された複数のレンズをさらに備える請求項２に記載の光検出装置。
【請求項７】
前記被写体からの光は赤外線であり、
前記解析部は、前記光センサにより検出された前記第１波長光強度、前記第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光強度の少なくとも一つに基づいて、前記赤外線を反射した被写体の可視光線下の色を推定する請求項１に記載の光検出装置。
【請求項８】
複数の複合光学フィルタを有する複合光学フィルタアレイと、
複数の光センサが配置された光センサアレイとを備え、
前記複数の複合光学フィルタのそれぞれは、透過波長域の異なる複数の光学フィルタを有し、
前記複数の光学フィルタのそれぞれは、所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を透過させ、
前記複数の光学フィルタのそれぞれは、異なる屈折率を有する複数の積層部材が積層されて成り、
前記複数の光センサは、前記可視光線及び前記赤外線に感度を有し、
前記複数の光学フィルタのそれぞれは、周期性を有して平面状に配置され、
前記複数の光センサは、周期性を有して平面状に配置されることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項９】
前記複合光学フィルタアレイに対して前記光センサアレイの反対側に配置されて複数のレンズを有するレンズアレイをさらに備え、
前記複数のレンズは、周期性を有して平面状に配置される請求項８に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記複数の光学フィルタの間にスペーサ部材が形成されている請求項８に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
第１複合光学フィルタアレイと、光センサアレイと、前記第１複合光学フィルタアレイと前記光センサアレイとの間、又は、前記第１複合光学フィルタアレイの前記光センサアレイと反対側に配置された第２複合光学フィルタアレイとを備えた固体撮像装置であって、
前記第１複合光学フィルタアレイは、複数の第１複合光学フィルタを有し、前記複数の第１複合光学フィルタのそれぞれは、透過波長域の異なる複数の光学フィルタを有し、
前記第２複合光学フィルタアレイは、複数の第２複合光学フィルタを有し、前記複数の第２複合光学フィルタのそれぞれは、透過波長域の異なる複数の光学フィルタを有し、
前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのそれぞれは、無機または有機材料からなり、
前記複数の第２複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのそれぞれは、有機または無機材料からなり、
前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのそれぞれは、周期性を有して平面状に配置され、
前記複数の第２複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのそれぞれは、前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのそれぞれと対応するように周期性を有して平面状に配置され、
前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのうちの一つと、前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのうちの前記一つに対応する前記複数の第２複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのうちの一つとを組み合わせることにより、所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を透過させ、
前記光センサアレイは、前記可視光線及び前記赤外線に感度を有する複数の光センサを有し、
前記複数の光センサのそれぞれは、前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタと対応するように周期性を有して平面状に配置されることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項１２】
前記第１複合光学フィルタを構成する各光学フィルタに積層された複数の積層部材のうちの少なくとも一つが、他の積層部材の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折層であり、
前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのうちの少なくとも一つの高屈折層が、他の光学フィルタの高屈折層と屈折率が異なる請求項１１に記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
前記第１複合光学フィルタを構成する前記複数の光学フィルタのうちの少なくとも前記一つは、前記可視光線および前記赤外線の波長領域において他の光学フィルタが透過する光の波長よりも短い波長の光を透過し、
前記複数の光学フィルタのうちの少なくとも前記一つの高屈折層の屈折率が、他の光学フィルタの高屈折層の屈折率よりも小さい請求項１２に記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
前記第１複合光学フィルタを構成する前記複数の光学フィルタの複数の積層部材のうちの一つが前記光センサに最も近い最下層であり、前記複数の積層部材のうちの他の一つが前記光センサに最も遠い最上層であり、
前記最下層の屈折率と前記最下層に隣接する層の屈折率との比率が８５％以上１１５％以下であり、前記最上層の屈折率と前記最上層に隣接する層の屈折率との比率が８５％以上１１５％以下である請求項１１に記載の固体撮像装置。
【請求項１５】
前記第１複合光学フィルタアレイに対して前記光センサアレイの反対側に配置されて複数のレンズを有するレンズアレイをさらに備え、
前記複数のレンズは、周期性を有して平面状に配置される請求項１１に記載の固体撮像装置。
【請求項１６】
複数の複合光学フィルタを有する複合光学フィルタアレイと、
複合光センサが配置された光センサアレイとを備え、
前記複数の複合光学フィルタのそれぞれが、第１波長範囲グループの光を透過させる第１光学フィルタ、第２波長範囲グループの光を透過させる第２光学フィルタ、・・・および第ｎ波長範囲グループの光を透過させる第ｎ光学フィルタを有しており（ｎは整数）、
第ｋ波長範囲グループ（ｋは１≦ｋ≦ｎを満足する整数）は、それぞれ、第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲を含み（ｍは整数）、
前記第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲のそれぞれの光強度の間には相関関係が有り、
前記複合光センサは、第１光センサ、第２光センサ、・・・および第ｎ光センサを有し、
第ｋ光センサは、前記第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲のそれぞれの光強度のうちの少なくとも一つを検出し、
前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度から、前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定する解析部をさらに備え、
前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度と前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度との間には相関関係が有ることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項１７】
前記第１〜第ｎ光学フィルタのうちの一つは、赤色光波長領域を有する赤色光、及び、前記赤色光波長領域に最も近い波長領域を有する赤外線を透過する請求項１６に記載の固体撮像装置。
【請求項１８】
前記ｎ＝３であり、
前記第（１，１）波長範囲が赤色波長領域であり、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域であり、前記第（２，１）波長範囲が青色波長領域であり、前記第（２，２）波長範囲が第２赤外波長領域であり、前記第（３，１）波長範囲が緑色波長領域であり、前記第（３，２）波長範囲が第３赤外波長領域であり、
前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置する請求項１７に記載の固体撮像装置。
【請求項１９】
半導体基板に第１光センサ及び第２光センサを形成し、
前記第１光センサ及び第２光センサを覆うように前記半導体基板の上に絶縁膜を形成し、
前記第１光センサに対応する第１光学フィルタを前記絶縁膜の上に形成し、
前記第２光センサに対応する第２光学フィルタを前記絶縁膜の上に形成し、
前記第１及び第２光学フィルタは、透過波長域が異なっており、所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を透過させ、
前記第１及び第２光学フィルタのそれぞれは、異なる屈折率を有する複数の積層部材が積層されて成り、
前記第１及び第２光センサは、前記可視光線及び前記赤外線に感度を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常照度環境、低照度環境、極低照度環境およびゼロルクス環境における被写体を対象とする光検出装置および固体撮像装置並びにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低照度環境における被写体の可視光によるカラー撮影が可能な高感度カメラの開発が進められている。【０００３】
しかしながら、そのような高感度カメラを用いても、夜間など、可視光がほとんどない極低照度環境や可視光が全くない完全な暗闇、すなわち、ゼロルクス環境における被写体の可視光によるカラー撮影は不可能である。【０００４】
一方、そのような極低照度環境やゼロルクス環境にある被写体の撮影には、通常、赤外線カメラが用いられるが、色情報が得られないため、モノクロでの撮影となってしまう。【０００５】
真夜中であっても、標識の色などを明瞭に読み取ることが出来る車載カメラや不審者の服装の色などを判別可能に読み取ることができる防犯カメラなど、極低照度環境やゼロルクス環境における被写体のカラー撮影が可能な撮像装置の実現が望まれている。【０００６】
これに対して、異なる色成分をそれぞれ透過する色フィルタが受光面にそれぞれ設けられ、入射光を受けて前記異なる色成分の強度に応じた色信号をそれぞれ選択的に出力する複数の色成分光電変換素子と、赤外光成分を透過する赤外光成分透過フィルタが受光面に設けられ、前記複数の色信号の少なくとも１つに含まれる赤外光成分を補正するための赤外光信号を選択的に出力する赤外光成分光電変換素子と、を備えたカラー撮像素子から出力された前記色信号及び赤外光信号を取得し、前記赤外光信号に基づいて前記色信号の内の少なくとも２つの信号のゲインを制御し、色信号のホワイトバランス調整を行うことを特徴とするカラー信号処理回路が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。【０００７】
また、被写体からの可視光と赤外光とを受光して、可視光信号と赤外光信号とにそれぞれ変換する複数の画素を備えた固体撮像素子と、前記可視光信号に対する前記固体撮像素子の画素毎の補正値を含む補正データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された補正データに基づいて、前記固体撮像素子から出力された可視光信号を補正する補正手段と、前記補正された可視光信号から色度情報を求め、前記補正された可視光信号と前記赤外光信号とから輝度情報を求めて、カラー画像信号を形成する形成手段と、を有し、前記補正データは、所定のタイミングで更新される画像入力装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。【０００８】
一方、照射部、撮像部及び表色設定部を備え、前記照射部は、異なる波長強度分布を有する赤外線を被写体に照射し、前記撮像部は、前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線による前記被写体の画像を撮像してそれぞれの画像を表わす画像情報を形成し、前記表色設定部は、前記形成された画像情報が表わす画像それぞれを異なる単色により表色するための表色情報を前記画像情報に設定する画像撮影装置が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特許４２８６１２３号明細書（２００５年７月７日公開）」
【特許文献２】日本国公開特許公報「特開２０１２−００９９８３号公報（２０１２年１月１２日公開）」
【特許文献３】日本国公開特許公報「特開２０１１−５００４９号公報（２０１１年３月１０日公開）」
【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、特許文献１のカラー信号処理回路は、色成分光電変換素子の信号に含まれる赤外光成分を赤外光成分光電変換素子の信号を用いて補正するものであって、極低照度環境やゼロルクス環境にある被写体の撮影は不可能であり、以下に開示される本発明の一側面および本発明の一実施形態とは異なるものである。【００１１】
また、特許文献２の画像入力装置も十分な可視光信号の取得が不可欠で、極低照度環境やゼロルクス環境にある被写体の撮影は不可能であり、以下に開示される本発明の一側面および本発明の一実施形態とは異なるものである。【００１２】
そして、特許文献３の画像撮影装置には、本発明の一側面および本発明の一実施形態に係る構成要素並びにその作製方法に関する開示はない。【００１３】
本発明は、通常照度環境、低照度環境、極低照度環境およびゼロルクス環境における被写体の色の再現やカラー撮影が可能な光検出装置および固体撮像装置並びにそれらの製造方法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】
【００１４】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る光検出装置は、被写体からの光のうち第１波長範囲の波長を有する第１波長光、第２波長範囲の波長を有する第２波長光、・・・および第ｎ波長範囲の波長を有する第ｎ波長光（ｎは整数）を透過させる光学フィルタと、前記第１波長光の第１波長光強度、前記第２波長光の第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光の第ｎ波長光強度の少なくとも一つを検出する光センサと、前記光センサにより検出された前記第１波長光強度、前記第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光強度の少なくとも一つに基づいて、前記第１波長範囲、前記第２波長範囲、・・・および前記第ｎ波長範囲の少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定する解析部とを備え、前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度と前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度との間には相関関係が有ることを特徴とする。【００１５】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る他の光検出装置は、透過波長域が異なる複数の光学フィルタと、前記複数の光学フィルタのそれぞれを透過した光を受光する複数の光センサとを備え、前記複数の光学フィルタのそれぞれは、可視光線および赤外線の波長領域において透過率が５０％以上の複数の積層部材が積層されて成り、前記複数の積層部材のそれぞれは、同一または異なる屈折率を有し、前記複数の光学フィルタのそれぞれは、所定の波長範囲の光を反射することで他の波長範囲の光を透過し、前記複数の光学フィルタは、空間またはスペーサ部材を介して、平面に配置されることを特徴とする。【００１６】
本発明の一態様に係る他の光検出装置は、前記複数の光学フィルタに対して前記複数の光センサの反対側に配置された複数のレンズをさらに備えてもよい。【００１７】
本発明の一態様に係る他の光検出装置は、前記複数の光学フィルタと前記複数の光センサとの間に配置された複数のレンズをさらに備えてもよい。【００１８】
本発明の一態様に係る他の光検出装置は、前記複数の光学フィルタに対して前記複数の光センサの反対側に配置された複数の第１レンズと、前記複数の光学フィルタと前記複数の光センサとの間に配置された複数の第２レンズとをさらに備えてもよい。【００１９】
本発明の一態様に係る光検出装置は、前記被写体からの光は赤外線であり、前記解析部は、前記光センサにより検出された前記第１波長光強度、前記第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光強度の少なくとも一つに基づいて、前記赤外線を反射した被写体の可視光線下の色を推定してもよい。【００２０】
本発明の一態様に係る他の光検出装置は、前記複数の光センサにより検出された第１波長光強度、第２波長光強度、・・・および第ｎ波長光強度の少なくとも一つに基づいて、前記赤外線を反射した被写体の可視光線下の色を推定する解析部をさらに備えてもよい。【００２１】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る固体撮像装置は、複数の複合光学フィルタを有する複合光学フィルタアレイと、複数の光センサが配置された光センサアレイとを備え、前記複数の複合光学フィルタのそれぞれは、透過波長域の異なる複数の光学フィルタを有し、前記複数の光学フィルタのそれぞれは、所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を透過させ、前記複数の光学フィルタのそれぞれは、異なる屈折率を有する複数の積層部材が積層されて成り、前記複数の光センサは、前記可視光線及び前記赤外線に感度を有し、前記複数の光学フィルタのそれぞれは、周期性を有して平面状に配置され、前記複数の光センサは、周期性を有して平面状に配置されることを特徴とする。【００２２】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記複合光学フィルタアレイに対して前記光センサアレイの反対側に配置されて複数のレンズを有するレンズアレイをさらに備え、前記複数のレンズは、周期性を有して平面状に配置されてもよい。【００２３】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記複合光学フィルタアレイと前記光センサアレイとの間に配置されて複数のレンズを有するレンズアレイをさらに備え、前記複数のレンズは、前記複数の光学フィルタと対応するように周期性を有して平面状に配置されてもよい。【００２４】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記複合光学フィルタアレイに対して前記光センサアレイの反対側に配置されて複数の第１レンズを有する第１レンズアレイと、前記複合光学フィルタアレイと前記光センサアレイとの間に配置されて複数の第２レンズを有する第２レンズアレイとをさらに備え、前記複数の第１レンズ及び前記複数の第２レンズは、前記複数の光学フィルタと対応するように周期性を有して平面状に配置されてもよい。【００２５】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記光学フィルタは、前記所定の波長の可視光線以外の可視光線、及び、前記所定の波長の赤外線以外の赤外線を吸収することにより、前記所定の波長の可視光線及び前記所定の波長の赤外線を透過させてもよい。【００２６】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記光学フィルタは、前記所定の波長の可視光線以外の可視光線、及び、前記所定の波長の赤外線以外の赤外線を反射することにより、前記所定の波長の可視光線及び前記所定の波長の赤外線を透過させてもよい。【００２７】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記積層部材は、有機材料と無機材料との少なくとも一つを含んでもよい。【００２８】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記積層部材は、誘電体であってもよい。【００２９】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記光学フィルタの形状は、板状、凹状、器状、または、皿状であってもよい。【００３０】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記複数の積層部材の形状は、板状、凹状、器状、または、皿状であってもよい。【００３１】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記光学フィルタの形状は、立方体、直方体、角柱、角錐、角錐台、円柱、円錐、円錐台、楕円柱、楕円錐、楕円錐台、鼓型または樽型であってもよい。【００３２】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、幅を、前記光学フィルタが配置された前記平面に沿った前記光学フィルタのサイズとし、奥行を、前記平面に沿った前記サイズに垂直な前記平面に沿った前記光学フィルタのサイズとし、高さを、前記平面に垂直な前記光学フィルタのサイズとしたときに、前記光学フィルタは、前記幅、前記奥行および前記高さが等しいまたは近似したサイズであってもよい。【００３３】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、幅を、前記光学フィルタが配置された前記平面に沿った前記光学フィルタのサイズとし、奥行を、前記平面に沿った前記サイズに垂直な前記平面に沿った前記光学フィルタのサイズとし、高さを、前記平面に垂直な前記光学フィルタのサイズとしたときに、前記光学フィルタは、幅１０マイクロメートル以下および奥行１０マイクロメートル以下のサイズで、更に、高さ１マイクロメートル以下のサイズの、異なる屈折率を有する複数の積層部材が積層されて成ってもよい。【００３４】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記複数の光学フィルタの間に空間が形成されていてもよい。【００３５】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記複数の光学フィルタの間にスペーサ部材が形成されていてもよい。【００３６】
本発明の一態様に係る他の固体撮像装置は、第１複合光学フィルタアレイと、光センサアレイと、前記第１複合光学フィルタアレイと前記光センサアレイとの間、又は、前記第１複合光学フィルタアレイの前記光センサアレイと反対側に配置された第２複合光学フィルタアレイとを備えた固体撮像装置であって、前記第１複合光学フィルタアレイは、複数の第１複合光学フィルタを有し、前記複数の第１複合光学フィルタのそれぞれは、透過波長域の異なる複数の第１光学フィルタを有し、前記第２複合光学フィルタアレイは、複数の第２複合光学フィルタを有し、前記複数の第２複合光学フィルタのそれぞれは、透過波長域の異なる複数の第２光学フィルタを有し、前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのそれぞれは、無機または有機材料からなり、前記複数の第２複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのそれぞれは、有機または無機材料からなり、前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのそれぞれは、周期性を有して平面状に配置され、前記複数の第２複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのそれぞれは、前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのそれぞれと対応するように周期性を有して平面状に配置され、前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのうちの一つと、前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのうちの前記一つに対応する前記複数の第２複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのうちの一つとを組み合わせることにより、所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を透過させ、前記光センサアレイは、前記可視光線及び前記赤外線に感度を有する複数の光センサを有し、前記複数の光センサのそれぞれは、前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタと対応するように周期性を有して平面状に配置されることを特徴とする。なお、複合光学フィルタは同一の材料から成ってもよい。【００３７】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記無機材料は、酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸化チタンを含んでもよい。【００３８】
本発明の一態様に係る他の固体撮像装置は、前記複数の第１及び第２光学フィルタのそれぞれは、異なる屈折率を有する複数の積層部材が積層されて成ってもよい。【００３９】
本発明の一態様に係る他の固体撮像装置は、前記複数の第１及び第２光学フィルタのそれぞれは、複数の高屈折層を含み、前記高屈折層は、前記複数の第１及び第２光学フィルタのそれぞれに形成される複数の積層部材のうち、前記可視光線および前記赤外線の波長領域において最も屈折率の高い積層部材から成る層であって、前記複数の高屈折層のそれぞれは、屈折率が異なってもよい。【００４０】
本発明の一態様に係る他の固体撮像装置は、前記複数の第１及び第２光学フィルタのそれぞれは、複数の低屈折層を含み、前記低屈折層は、前記複数の第１及び第２光学フィルタのそれぞれに形成される複数の積層部材のうち、前記可視光線および前記赤外線の波長領域において最も屈折率の低い積層部材から成る層であって、前記複数の低屈折層のそれぞれは、屈折率が異なってもよい。【００４１】
本発明の一態様に係る他の固体撮像装置は、前記複数の第１及び第２光学フィルタのそれぞれは、最下層、最上層、前記最下層に隣接する層および前記最上層に隣接する層を含み、前記最下層の屈折率と、前記最下層に隣接する層の屈折率との比率が８５％以上１１５％以下であり、前記最上層の屈折率と、前記最上層に隣接する層の屈折率との比率が８５％以上１１５％以下であってもよい。【００４２】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るさらに他の固体撮像装置は、複数の複合光学フィルタを有する複合光学フィルタアレイと、複合光センサが配置された光センサアレイとを備え、前記複数の複合光学フィルタのそれぞれが、第１波長範囲グループの光を透過させる第１光学フィルタ、第２波長範囲グループの光を透過させる第２光学フィルタ、・・・および第ｎ波長範囲グループの光を透過させる第ｎ光学フィルタを有しており（ｎは整数）、第ｋ波長範囲グループ（ｋは１≦ｋ≦ｎを満足する整数）は、それぞれ、第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲を含み（ｍは整数）、前記第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲のそれぞれの光強度の間には相関関係が有り、前記複合光センサは、第１光センサ、第２光センサ、・・・および第ｎ光センサを有し、第ｋ光センサは、前記第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲のそれぞれの光強度のうちの少なくとも一つを検出し、前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度から、前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定する解析部をさらに備え、前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度と前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度との間には相関関係が有ることを特徴とする。【００４３】
本発明の一態様に係るさらに他の固体撮像装置は、前記第１〜第ｎ光学フィルタのうちの一つは、赤色光波長領域を有する赤色光、及び、前記赤色光波長領域に最も近い波長領域を有する赤外線を透過してもよい。【００４４】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記ｎ＝３であり、前記第（１，１）波長範囲が赤色波長領域であり、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域であり、前記第（２，１）波長範囲が青色波長領域であり、前記第（２，２）波長範囲が第２赤外波長領域であり、前記第（３，１）波長範囲が緑色波長領域であり、前記第（３，２）波長範囲が第３赤外波長領域であり、前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置してもよい。【００４５】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記ｎ＝３であり、前記第（１，１）波長範囲が青色波長領域と赤色波長領域とを含み、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域と第２赤外波長領域とを含み、前記第（２，１）波長範囲が緑色波長領域と青色波長領域とを含み、前記第（２，２）波長範囲が第２赤外波長領域と第３赤外波長領域とを含み、前記第（３，１）波長範囲が赤色波長領域と緑色波長領域とを含み、前記第（３，２）波長範囲が第１赤外波長領域と第３赤外波長領域とを含み、前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置してもよい。【００４６】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記ｎ＝３であり、前記第（１，１）波長範囲が赤色波長領域と緑色波長領域と青色波長領域とを含み、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域と第２赤外波長領域と第３赤外波長領域とを含み、前記第（２，１）波長範囲が赤色波長領域を含み、前記第（２，２）波長範囲が前記第１赤外波長領域を含み、前記第（３，１）波長範囲が緑色波長領域を含み、前記第（３，２）波長範囲が第３赤外波長領域を含み、前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置してもよい。【００４７】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記ｎ＝３であり、前記第（１，１）波長範囲が赤色波長領域と緑色波長領域と青色波長領域とを含み、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域と第２赤外波長領域と第３赤外波長領域とを含み、前記第（２，１）波長範囲が緑色波長領域を含み、前記第（２，２）波長範囲が前記第３赤外波長領域を含み、前記第（３，１）波長範囲が青色波長領域を含み、前記第（３，２）波長範囲が第２赤外波長領域を含み、前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置してもよい。【００４８】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記ｎ＝３であり、前記第（１，１）波長範囲が赤色波長領域と緑色波長領域と青色波長領域とを含み、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域と第２赤外波長領域と第３赤外波長領域とを含み、前記第（２，１）波長範囲が青色波長領域を含み、前記第（２，２）波長範囲が前記第２赤外波長領域を含み、前記第（３，１）波長範囲が赤色波長領域を含み、前記第（３，２）波長範囲が第１赤外波長領域を含み、前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置してもよい。【００４９】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記ｎ＝３であり、前記第（１，１）波長範囲が赤色波長領域と緑色波長領域と青色波長領域とを含み、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域と第２赤外波長領域と第３赤外波長領域とを含み、前記第（２，１）波長範囲が緑色波長領域と青色波長領域とを含み、前記第（２，２）波長範囲が前記第３赤外波長領域と前記第２赤外波長領域とを含み、前記第（３，１）波長範囲が青色波長領域と赤色波長領域とを含み、前記第（３，２）波長範囲が第２赤外波長領域と第１赤外波長領域とを含み、前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置してもよい。【００５０】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記ｎ＝３であり、前記第（１，１）波長範囲が赤色波長領域と緑色波長領域と青色波長領域とを含み、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域と第２赤外波長領域と第３赤外波長領域とを含み、前記第（２，１）波長範囲が青色波長領域と赤色波長領域とを含み、前記第（２，２）波長範囲が前記第２赤外波長領域と前記第１赤外波長領域とを含み、前記第（３，１）波長範囲が赤色波長領域と緑色波長領域とを含み、前記第（３，２）波長範囲が第１赤外波長領域と第３赤外波長領域とを含み、前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置してもよい。【００５１】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記ｎ＝３であり、前記第（１，１）波長範囲が赤色波長領域と緑色波長領域と青色波長領域とを含み、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域と第２赤外波長領域と第３赤外波長領域とを含み、前記第（２，１）波長範囲が赤色波長領域と緑色波長領域とを含み、前記第（２，２）波長範囲が前記第１赤外波長領域と前記第３赤外波長領域とを含み、前記第（３，１）波長範囲が緑色波長領域と青色波長領域とを含み、前記第（３，２）波長範囲が第３赤外波長領域と第２赤外波長領域とを含み、前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置してもよい。【００５２】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記第１光学フィルタには、空間、若しくは、可視光線および赤外線の波長領域において５０％以上の透過率を有する積層部材が積層されていてもよい。【００５３】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記解析部は、前記第１光学フィルタを透過した光の強度と、前記第２光学フィルタを透過した光の強度と、前記第３光学フィルタを透過した光の強度とに基づいて、前記青色波長領域の波長及び前記第２赤外波長領域の波長を有する被写体からの光の強度を計算してもよい。【００５４】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記解析部は、前記第１光学フィルタを透過した光の強度と、前記第２光学フィルタを透過した光の強度と、前記第３光学フィルタを透過した光の強度とに基づいて、前記赤色波長領域の波長及び前記第１赤外波長領域の波長を有する被写体からの光の強度を計算してもよい。【００５５】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記解析部は、前記第１光学フィルタを透過した光の強度と、前記第２光学フィルタを透過した光の強度と、前記第３光学フィルタを透過した光の強度とに基づいて、前記緑色波長領域の波長及び前記第３赤外波長領域の波長を有する被写体からの光の強度を計算してもよい。【００５６】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記解析部は、前記第１光学フィルタを透過した光の強度と、前記第２光学フィルタを透過した光の強度と、前記第３光学フィルタを透過した光の強度とに基づいて、前記赤色波長領域の波長、前記緑色波長領域の波長、前記第１赤外波長領域の波長、及び、前記第３赤外波長領域の波長を有する被写体からの光の強度を計算してもよい。【００５７】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記解析部は、前記第１光学フィルタを透過した光の強度と、前記第２光学フィルタを透過した光の強度と、前記第３光学フィルタを透過した光の強度とに基づいて、前記青色波長領域の波長、前記緑色波長領域の波長、前記第３赤外波長領域の波長、及び、前記第２赤外波長領域の波長を有する被写体からの光の強度を計算してもよい。【００５８】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記解析部は、前記第１光学フィルタを透過した光の強度と、前記第２光学フィルタを透過した光の強度と、前記第３光学フィルタを透過した光の強度とに基づいて、前記青色波長領域の波長、前記赤色波長領域の波長、前記第２赤外波長領域の波長、及び、前記第１赤外波長領域の波長を有する被写体からの光の強度を計算してもよい。【００５９】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、マトリックス計算を用いた色変換を行う変換部をさらに備えてもよい。【００６０】
本発明の一態様に係る他の固体撮像装置は、青色波長領域の波長を有する光を透過させる前記高屈折層の屈折率は、緑色波長領域の波長を有する光を透過させる前記高屈折層の屈折率、及び、赤色波長領域の波長を有する光を透過させる前記高屈折層の屈折率よりも低くてもよい。【００６１】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記複数の複合光学フィルタのそれぞれは、異なる厚さの複数の積層部材が積層されて成ってもよい。【００６２】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記光学フィルタ、前記第１〜第ｎ光学フィルタのいずれかは、屈折率および厚さがそれぞれ（ｎ１、ｄ１）、（ｎ２、ｄ２）・・・および（ｎｉ、ｄｉ）である複数の積層部材を備え、前記（ｎ１、ｄ１）、前記（ｎ２、ｄ２）・・・および前記（ｎｉ、ｄｉ）のそれぞれの値を適宜設定することにより（ｉは整数）、所定の波長領域の可視光線および所定の波長領域の赤外線をそれぞれ透過してもよい。【００６３】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記複数の光学フィルタ、または、前記第１〜第ｎ光学フィルタは、屈折率および厚さがそれぞれ（ｎ１１，ｄ１１）、（ｎ１２，ｄ１２）・・・および（ｎ１ｉ，ｄ１ｉ）、（ｎ２１，ｄ２１）、（ｎ２２，ｄ２２）・・・および（ｎ２ｉ，ｄ２ｉ）、・・・、並びに、（ｎｐ１，ｄｐ１）、（ｎｐ２，ｄｐ２）・・・および（ｎｐｉ，ｄｐｉ）である複数の積層部材を備え、前記（ｎ１１，ｄ１１）、前記（ｎ１２，ｄ１２）・・・および前記（ｎ１ｉ，ｄ１ｉ）、前記（ｎ２１，ｄ２１）、前記（ｎ２２，ｄ２２）・・・および前記（ｎ２ｉ，ｄ２ｉ）、・・・、並びに、前記（ｎｐ１，ｄｐ１）、前記（ｎｐ２，ｄｐ２）・・・および前記（ｎｐｉ，ｄｐｉ）のそれぞれの値を適宜設定することにより（ｐは１≦ｐ≦ｎを満足する整数）、所定の波長領域の可視光線および所定の波長領域の赤外線をそれぞれ透過してもよい。【００６４】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、被写体に電磁波を照射する電磁波照射部をさらに備えてもよい。【００６５】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、被写体に赤外線を照射する赤外線照射部をさらに備えてもよい。【００６６】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、被写体に可視光線を照射する可視光線照射部をさらに備えてもよい。【００６７】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、被写体に可視光線を照射する可視光線照射部と、前記被写体に赤外線を照射する赤外線照射部とをさらに備えてもよい。【００６８】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記赤外線が近赤外線であってもよい。【００６９】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記スペーサ部材が、有機材料または無機材料を含んでもよい。【００７０】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記スペーサ部材の寸法が、１０マイクロメーター以下であってもよい。【００７１】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記光学フィルタに対する光の透過方向に垂直な平面に沿った前記スペーサ部材に対する前記光学フィルタの寸法比が、０．５以上であってもよい。【００７２】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記光学フィルタ、又は、前記第１〜第ｎ光学フィルタに対する光の透過方向に垂直な平面に沿った前記光学フィルタ、又は、前記第１〜第ｎ光学フィルタの寸法に対する、前記平面に垂直な方向に沿った前記光学フィルタ、又は、前記第１〜第ｎ光学フィルタの寸法の比率が０．５以上であってもよい。【００７３】
本発明の一態様に係る固体撮像装置は、前記複数の光学フィルタのそれぞれが周期性を有して平面状に配置される周期と、前記複数の光センサが周期性を有して平面状に配置される周期と、前記複数のレンズが周期性を有して平面状に配置される周期とが異なってもよい。【００７４】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るさらに他の固体撮像装置は、複数の複合光学フィルタを有する複合光学フィルタアレイと、複数の光センサが配置された光センサアレイとを備え、前記複数の複合光学フィルタのそれぞれは、透過波長域の異なる複数の光学フィルタを有し、前記複数の光学フィルタのそれぞれは、所定の波長の紫外線、所定の波長の可視光線、及び所定の波長の赤外線を透過させ、前記複数の光学フィルタのそれぞれは、異なる屈折率を有する複数の積層部材が積層されて成り、前記複数の光センサは、前記紫外線、前記可視光線、及び前記赤外線に感度を有し、前記複数の光学フィルタのそれぞれは、周期性を有して平面状に配置され、前記複数の光センサは、周期性を有して平面状に配置されることを特徴とする。【００７５】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る固体撮像装置の製造方法は、半導体基板に第１光センサ及び第２光センサを形成し、前記第１光センサ及び第２光センサを覆うように前記半導体基板の上に絶縁膜を形成し、前記第１光センサに対応する第１光学フィルタを前記絶縁膜の上に形成し、前記第２光センサに対応する第２光学フィルタを前記絶縁膜の上に形成し、前記第１及び第２光学フィルタは、透過波長域が異なっており、所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を透過させ、前記第１及び第２光学フィルタのそれぞれには、異なる屈折率を有する複数の積層部材が積層されて成り、前記第１及び第２光センサは、前記可視光線及び前記赤外線に感度を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００７６】
本発明の一態様によれば、通常照度環境、低照度環境、極低照度環境およびゼロルクス環境における被写体の色の再現やカラー撮影が可能になるという効果を奏する。また、昼夜を問わず適切な色を再現でき、または、適切なカラー画像を形成できる光検出装置および固体撮像装置並びにそれらの製造方法を提供することができる。さらに、それらの装置は軽量・小型化可能であるため、あらゆる場所に持ち運びまたは設置可能であるので、様々な用途に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施形態に係る光検出装置の構成および固体撮像装置を構成する光検出装置を示す図である。
【図２】図２の（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施形態１に係る光検出装置および固体撮像装置の光学フィルタを示す図であり、図２の（ｆ）は光線の波形を示す図である。
【図３】図３の（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施形態２に係る光検出装置の構成および固体撮像装置を構成する光検出装置の構成を示す図である。
【図４】図４の（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施形態２に係る光検出装置および固体撮像装置を構成する光学フィルタ間の空間およびスペーサ部材の作用を説明する図である。
【図５】図５の（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施形態２に係る光検出装置および固体撮像装置を構成する光学フィルタ間の空間およびスペーサ部材の作用が無い場合を説明する図である。
【図６】図６の（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態３に係る光検出装置および固体撮像装置を構成する光学フィルタの設置例を説明する図である。
【図７】図７の（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態４に係る光検出装置および固体撮像装置を構成する光学フィルタの設置例を説明する図である。
【図８】図８の（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態５に係る光検出装置および固体撮像装置を構成する光学フィルタの設置例を説明する図である。
【図９】図９の（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態６に係る光検出装置および固体撮像装置を構成する光学フィルタの設置例を説明する図である。
【図１０】図１０の（ａ）〜（ｆ）は本発明の実施形態７に係る光検出装置および固体撮像装置を構成する光学フィルタの設置例を説明する図である。
【図１１】図１１の（ａ）〜（ｆ）は本発明の実施形態８に係る光検出装置および固体撮像装置を構成する光学フィルタの設置例を説明する図である。
【図１２】図１２の（ａ）〜（ｆ）は本発明の実施形態９に係る光検出装置および固体撮像装置を構成する光学フィルタの設置例を説明する図である。
【図１３】図１３の（ａ）〜（ｇ）は本発明に係る光検出装置および固体撮像装置を構成する光学フィルタの透過率の波長依存性を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態１０に係る固体撮像装置の構成を示す図である。
【図１５】実施形態１０に係る固体撮像装置の断面図である。
【図１６】図１６の（ａ）は実施形態１０に係る無機膜光学フィルタ部の断面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は光学フィルタを透過した各光線の強度の波長依存を示すグラフである。
【図１７】図１７の（ａ）〜（ｇ）は実施形態１０における固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【図１８】は、無機膜光学フィルタの構造を示す断面図である。
【図１９】図１９の（ａ）は第１の光学フィルタと第２の光学フィルタの構造を示す図であり、（ｂ）はそれぞれの高屈折層の屈折率を比較した式である。
【図２０】図２０の（ａ）は無機膜光学フィルタの屈折率、図２０の（ｂ）は無機膜光学フィルタの吸収係数の波長依存を示すグラフである。
【図２１】図２１の（ａ）は第１〜３の光学フィルタの屈折率及び膜厚の一例、図２１の（ｂ）は光学フィルタの透過率の波長依存性を示す。
【図２２】本発明の実施形態１１に係る固体撮像装置の構成を示す図である。
【図２３】実施形態１１に係る固体撮像装置の断面図である。
【図２４】図２４の（ａ）及び（ｂ）は実施形態１１における固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【図２５】本発明の実施形態１２に係る固体撮像装置の構成を示す図である。
【図２６】実施形態１２に係る固体撮像装置の断面図である。
【図２７】図２７の（ａ）〜（ｄ）は実施形態１２における固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【図２８】本発明の実施形態１３に係る固体撮像装置の構成を示す図である。
【図２９】実施形態１３に係る固体撮像装置の断面図である。
【図３０】図３０の（ａ）及び（ｂ）は実施形態１３における固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【図３１】図３１の（ａ）は本発明の実施形態１４に係る固体撮像装置の構成を示す図である。図３１の（ｂ）は実施形態１４に係る別の固体撮像装置の構成を示す図である。
【図３２】実施形態１４に係る固体撮像装置の断面図である。
【図３３】図３３の（ａ）は、第２の光学フィルタ特性を得るための有機膜光学フィルタの透過率の波長依存を示すグラフであり、図３３の（ｂ）は、無機光学フィルタの透過率の波長依存を示すグラフであり、図３３の（ｃ）はトータルの透過率の波長依存を示すグラフである。
【図３４】図３４の（ａ）〜（ｃ）は実施形態１４における固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【図３５】実施形態１４に係る固体撮像装置の断面図である。
【図３６】図３６の（ａ）は、第３の光学フィルタ特性を得るための有機膜光学フィルタの透過率の波長依存を示すグラフであり、図３６の（ｂ）は、無機光学フィルタの透過率の波長依存を示すグラフであり、図３６の（ｃ）はトータルの透過率の波長依存を示すグラフである。
【図３７】実施形態１４に係る固体撮像装置の断面図である。
【図３８】図３８の（ａ）は、第１の光学フィルタ特性を得るための有機膜光学フィルタの透過率の波長依存を示すグラフであり、図３８の（ｂ）は、無機光学フィルタの透過率の波長依存を示すグラフであり、図３８の（ｃ）はトータルの透過率の波長依存を示すグラフである。
【図３９】実施形態１５に係る固体撮像装置の断面図である。
【図４０】図４０の（ａ）〜（ｆ）は実施形態１５における固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【図４１】図４１の（ａ）及び（ｂ）は本発明の固体撮像装置で撮像した可視光及び赤外線照射時のカラー写真である。
【発明を実施するための形態】
【００７８】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００７９】
〔実施形態１〕
（光検出装置１の構成）
図１は、実施形態１に係る光検出装置１の構成を示す図である。光検出装置１は光学フィルタ２を備えている。光学フィルタ２は、被写体から入射する光線Ｌ１のうち第１波長範囲の波長を有する第１波長光、第２波長範囲の波長を有する第２波長光、・・・および第ｎ波長範囲の波長を有する第ｎ波長光（ｎは整数）を透過させる。光線Ｌ２は、第１波長光、第２波長光、・・・および第ｎ波長光を含む。光検出装置１には光センサ３が設けられている。光センサ３は、第１波長光の第１波長光強度、第２波長光の第２波長光強度、・・・および第ｎ波長光の第ｎ波長光強度の少なくとも一つを情報Ｔとして検出する。第１波長光強度、第２波長光強度、・・・および第ｎ波長光強度のそれぞれの間には相関関係が有る。
【００８０】
また、光検出装置１は解析部４を備えている。解析部４は、光センサ３により検出された第１波長光強度、第２波長光強度、・・・および第ｎ波長光強度の少なくとも一つに基づいて、第１波長範囲、第２波長範囲、・・・および第ｎ波長範囲の少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定する。
【００８１】
（解析部４の具体的処理）
図１において、光線Ｌ１は、被写体または対象物からの光を想定しており、被写体または対象物からの光としては、被写体または対象物の反射する光、被写体または対象物の発する光、被写体または対象物を透過する光、それらの組合せなどがある。
【００８２】
なお、被写体または対象物を照明する場合、照明光には、太陽光の強い日中は、紫外線、可視光線および赤外線がそれぞれ特定の波長強度分布で含まれる場合がある。また、太陽光のない夜中は、人工の照明光の波長強度分布が含まれる。人工の照明光としては、一般に、白色照明の他、赤外線照明などがある。なお、白色照明としては、白熱電灯、蛍光灯、ＬＥＤ照明などがあるが、それらに赤外線が含まれる場合もある。
【００８３】
以下、光線Ｌ１が被写体または対象物の反射する光の場合について述べる。
【００８４】
例えば、被写体または対象物が、第ｍ波長範囲の波長を有する第ｍ波長光および第ｎ波長範囲の波長を有する第ｎ波長光をある特定の強度または波長強度分布でそれぞれ反射する場合、被写体または対象物の反射する第ｍ波長光の第ｍ波長光強度または波長強度分布と第ｎ波長光の第ｎ波長光強度または波長強度分布との間には相関関係があると言うことが出来る。なお、ここで、ｍ、ｎはそれぞれ整数である。
【００８５】
ここで、例えば、光学フィルタ２を第ｍ波長光範囲の第ｍ波長光および第ｎ波長光範囲の第ｎ波長光が透過するように設定し、光センサ３を第ｍ波長光範囲の第ｍ波長光および第ｎ波長光範囲の第ｎ波長光を検出するように設定する。
【００８６】
更に、ここで、照明光に第ｎ波長光のみ含まれる場合、被写体または対象物の反射光である光線Ｌ１には、第ｎ波長光のみが含まれる。したがって、光線Ｌ２にも第ｎ波長光のみが含まれるため、光センサ３は第ｎ波長光強度のみを検出する。
【００８７】
そして、光センサ３で得られた第ｎ波長光強度などに関する情報Ｔにより、解析部４は、光線Ｌ１に第ｍ波長光が含まれていなくても、被写体または対象物が反射する第ｍ波長光強度を、相関関係に基づいて、推定することが出来る。
【００８８】
なお、逆に、照明光に第ｍ波長光のみが含まれる場合、被写体または対象物の反射光である光線Ｌ１には、第ｍ波長光のみが含まれる。したがって、光線Ｌ２にも第ｍ波長光のみが含まれるため、光センサ３は第ｍ波長光強度のみを検出する。
【００８９】
そして、光センサ３で得られた第ｍ波長光強度などに関する情報Ｔにより、解析部４は、光線Ｌ１に第ｎ波長光が含まれていなくても、被写体または対象物が反射する第ｎ波長光強度を、相関関係に基づいて、推定することが出来る。
【００９０】
なお、上記は、被写体または対象物が、第ｍ波長光および第ｎ波長光をある強度でそれぞれ反射し、光線Ｌ１が第ｎ波長光または第ｍ波長光で構成され、光学フィルタ２が第ｍ波長光および第ｎ波長光を透過する場合であるが、その他、被写体または対象物が、第１〜第ｎ波長光をある強度分布で反射する場合などがある。
【００９１】
それらを含めて一般化すると、解析部４は、光センサ３により検出された第１波長光強度、第２波長光強度、・・・および第ｎ波長光強度の少なくとも一つに基づいて、第１波長範囲、第２波長範囲、・・・および第ｎ波長範囲の少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する被写体または対象物の反射する光強度を推定することが出来ると言える。
【００９２】
なお、被写体または対象物の反射する光は、被写体または対象物の発する光、被写体または対象物を透過する光、それらの組合せなどの被写体または対象物からの光と置き換えて表現することも出来る。
【００９３】
なお、解析部４に、光線Ｌ１に含まれる光波長強度分布に関する情報を予め入力または設定しておくことが好ましい。
【００９４】
なお、光学フィルタ２の光線Ｌ１側に、長波長カットフィルタ、短波長カットフィルタ、バンドパスフィルタ、ダミーフィルタまたはＮＤフィルタを備え、その情報を解析部４に入力または設定しておくことが好ましい。
【００９５】
なお、本発明に係る固体撮像装置は、光検出装置１を備えることが好ましい。
【００９６】
なお、光検出装置１をラスタスキャンなどのように平面上を走査させると、本発明に係る固体撮像装置として機能させることが出来る。また、その際、光源の波長を走査毎に変えてもよい。
【００９７】
（光学フィルタ２の構成）
図２の（ａ）〜（ｅ）は実施形態１に係る光検出装置１の光学フィルタ２を示す図であり、図２の（ｆ）は光線の波形を示す図である。
【００９８】
光学フィルタ２は、複数の異なる積層部材Ｓ１〜Ｓ６により形成することが出来る。なお、図２では、積層部材の部材の層数を６層の場合で説明したが、これに限定するものではなく、後述するように任意の層数を設定することができる。
【００９９】
また、光学フィルタ２の光学解像度をより上げるためには、図２（ａ）から図２の（ｅ）に示すように、光学フィルタ２の幅を狭くして行く必要がある。そして、光学フィルタ２の幅が、図２の（ｆ）に示す光線Ｌ１の波形Ｗの波長と同じオーダーあるいは数倍あるいは同程度になると、光学フィルタ２に入射した光線Ｌ１の一部が光学フィルタ２の側面から染み出る現象を無視することが出来なくなる（後述する図５参照のこと）。
【０１００】
〔実施形態２〕
（光検出装置１ａ・１ｈの構成）
図３の（ａ）及び（ｂ）は実施形態２に係る光検出装置１ａ・１ｈの構成を示す図である。
【０１０１】
図３の（ａ）に示す光検出装置１ａは、複合光学フィルタ５ａと光センサアレイ６とを備えている。複合光学フィルタ５ａは、２行２列に配置されて光線Ｌ３が入射される光学フィルタ２ａ〜２ｄを有している。光学フィルタ２ａ〜２ｄのそれぞれには、可視光線及び赤外線の波長領域において透過率が５０％以上の複数の積層部材が積層されている。
【０１０２】
光学フィルタ２ａは、被写体からの光のうち第１波長範囲以外の波長の光を反射することにより第１波長範囲の波長を有する第１波長光を透過させる。光学フィルタ２ｂは、被写体からの光のうち第２波長範囲以外の波長の光を反射することにより第２波長範囲の波長を有する第２波長光を透過させる。光学フィルタ２ｃは、被写体からの光のうち第３波長範囲以外の波長の光を反射することにより第３波長範囲の波長を有する第３波長光を透過させる。光学フィルタ２ｄは、被写体からの光のうち第４波長範囲以外の波長の光を反射することにより第４波長範囲の波長を有する第４波長光を透過させる。
【０１０３】
光学フィルタ２ａ〜２ｄのそれぞれは、所定の波長範囲の光を反射することにより他の波長範囲の光を透過し得る。ここで、他の波長範囲の光は、所定の波長範囲以外の波長の光と一致しないことがあり得る。また、他の波長範囲は、所定の波長範囲と重複し得る。
【０１０４】
光学フィルタ２ａ〜２ｄの間には、光学フィルタ２ａ〜２ｄのそれぞれの側面から染み出す光線の間の相互作用またはクロストークの発生を防止するために、空間ＳＰが形成されている。
【０１０５】
光センサアレイ６は、光学フィルタ２ａ〜２ｄのそれぞれに対応して配置された光センサ３ａ〜３ｄを有している。光センサ３ａは、光学フィルタ２ａを透過した第１波長光の第１波長光強度を検出する。光センサ３ｂは、光学フィルタ２ｂを透過した第２波長光の第２波長光強度を検出する。光センサ３ｃは、光学フィルタ２ｃを透過した第３波長光の第３波長光強度を検出する。光センサ３ｄは、光学フィルタ２ｄを透過した第４波長光の第４波長光強度を検出する。
【０１０６】
図３の（ｂ）に示す光検出装置１ｈでは、光学フィルタ２ａ〜２ｄの間に、光学フィルタ２ａ〜２ｄのそれぞれの側面から染み出す光線の間の相互作用またはクロストークの発生を防止するためのスペーサ部材７が形成されている。その他の構成は、図３の（ａ）の光検出装置１ａの構成と同様である。
【０１０７】
図４の（ａ）〜（ｅ）、図５の（ａ）〜（ｅ）は実施形態２に係る光検出装置および固体撮像装置を構成する光学フィルタ間の空間およびスペーサ部材の作用を説明する図である。なお、図４は、後述する図６の（ａ）に示す断面ＡＡに沿って示した複合光学フィルタ５ｂの断面図に対して光線Ｌ３の波長を概念的に示した図である。
【０１０８】
図４に示す波形Ｗ１〜Ｗ５が示すように、スペーサ部材７により、隣接する光学フィルタ２ｂ・２ｃに、光学フィルタ２ａ内の光線Ｌ３を染み出さないようにすることが出来る。このため、光学フィルタ２ａ〜２ｄのそれぞれを反射または透過する光線の制御が容易となる。
【０１０９】
一方、図５に示すように、空間ＳＰおよびスペーサ部材７を介さずに光学フィルタ２ａ〜２ｄが設置された場合、図５に示す波形Ｗ１〜Ｗ５が示すように、隣接する光学フィルタ２ｂ・２ｃに、光学フィルタ２ａ内の光線が染み出し、それぞれの光線が相互作用またはクロストークを起こす。このため、光学フィルタ２ａ〜２ｄのそれぞれを反射または透過する光線の制御が困難となる。
【０１１０】
なお、本発明に係る固体撮像装置は、光検出装置１ａまたは１ｈを備えることが好ましい。
【０１１１】
なお、光検出装置１ａまたは光検出装置１ｈをラスタスキャンなどのように平面上を走査させると、本発明に係る固体撮像装置として機能させることが出来る。
【０１１２】
〔実施形態３〕
（光学フィルタの配置例）
図６の（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態３に係る光検出装置および固体撮像装置を構成する光学フィルタの設置例を説明する図である。
【０１１３】
図６の（ａ）を参照すると、複合光学フィルタ５ｂは、２行２列に配置された正方形状の光学フィルタ２ａ〜２ｄと、光学フィルタ２ａ〜２ｄの間に形成されたスペーサ部材７ａとを有する。
【０１１４】
図６の（ｂ）を参照すると、複合光学フィルタ５ｃは、正方形状の光学フィルタ２ｂ・２ｄと長方形状の光学フィルタ２ｅと、光学フィルタ２ｂ・２ｄ・２ｅの間に形成されたスペーサ部材７ｂとを有する。
【０１１５】
図６の（ｃ）を参照すると、複合光学フィルタ５ｄは、菱形状の光学フィルタ２ｆ・２ｇ・２ｈと、光学フィルタ２ｆ・２ｇ・２ｈの間に形成されたスペーサ部材７ｃとを有する。
【０１１６】
〔実施形態４〕
（光学フィルタの他の配置例）
図７の（ａ）〜（ｃ）は実施形態４に係る光検出装置および固体撮像装置を構成する光学フィルタの設置例を説明する図である。図７の（ａ）を参照すると、複合光学フィルタ５ｅは、円形状の４個の光学フィルタ２ｉ〜２ｌと、光学フィルタ２ｉ〜２ｌの間に形成されたスペーサ部材７ｄとを有する。
【０１１７】
図７の（ｂ）を参照すると、複合光学フィルタ５ｆは、円形状の２個の光学フィルタ２ｎ・２ｏと、レーストラック形状の光学フィルタ２ｍと、光学フィルタ２ｎ・２ｏ・２ｍの間に形成されたスペーサ部材７とを有する。
【０１１８】
図７の（ｃ）を参照すると、複合光学フィルタ５ｇは、楕円形状の３個の光学フィルタ２ｐ・２ｑ・２ｒと、光学フィルタ２ｐ・２ｑ・２ｒの間に形成されたスペーサ部材７ｆとを有する。
【０１１９】
〔実施形態５〕
（光学フィルタのさらに他の配置例）
図８の（ａ）〜（ｃ）は実施形態５に係る光検出装置および固体撮像装置を構成する光学フィルタの設置例を説明する図である。複合光学フィルタ５ｂにおいて、正方形状の光学フィルタ２ａ〜２ｄがスペーサ部材７ａを介して２行２列に配置されている。
【０１２０】
図８の（ａ）を参照すると、光学フィルタ２ａは「緑色波長領域（Ｇ）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させ、光学フィルタ２ｂ・２ｃは「赤色波長領域（Ｒ）」および「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」を透過させ、光学フィルタ２ｄは「青色波長領域（Ｂ）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」を透過させる。
【０１２１】
ここで、赤外線波長領域において、短波長側から順に「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」、「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」、「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」であり、以下、同様とする。
【０１２２】
図８の（ｂ）を参照すると、光学フィルタ２ａは「青色波長領域（Ｂ）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」を透過させ、光学フィルタ２ｂ・２ｃは「緑色波長領域（Ｇ）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させ、光学フィルタ２ｄは「赤色波長領域（Ｒ）」および「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」を透過させる。
【０１２３】
図８の（ｃ）を参照すると、光学フィルタ２ａは「赤色波長領域（Ｒ）」および「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」を透過させ、光学フィルタ２ｂ・２ｃは「青色波長領域（Ｂ）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」を透過させ、光学フィルタ２ｄは「緑色波長領域（Ｇ）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させる。
【０１２４】
なお、各光学フィルタ２ａ〜２ｄを透過した「赤色波長領域（Ｒ）」の波長を有する可視光線の強度をＲで表し、「緑色波長領域（Ｇ）」の波長を有する可視光線の強度をＧで表し、「青色波長領域（Ｂ）」の波長を有する可視光線の強度をＢで表し、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」の波長を有する赤外線の強度をＩＲ１で表し、「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」の波長を有する赤外線の強度をＩＲ２で表し、「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」の波長を有する赤外線の強度をＩＲ３で表し、以下、同様とすると、各光センサ３ａ〜３ｄで検出されたａ０（Ｒ＋ＩＲ１）を三原色の「Ｒ」で表色し、ｂ０（Ｇ＋ＩＲ３）を三原色の「Ｇ」で表色し、ｃ０（Ｂ＋ＩＲ２）を三原色の「Ｂ」で表色することが可能である。
【０１２５】
ここで、上記ａ０、ｂ０およびｃ０は係数を表し、各光センサ３ａ〜３ｄの検出率に応じて適宜調整することが出来る。
【０１２６】
〔実施形態６〕
（光学フィルタの構成例）
図９の（ａ）〜（ｃ）は実施形態６に係る光検出装置および固体撮像装置（光検出装置）を構成する光学フィルタの設置例を説明する図である。図９の（ａ）を参照すると、光学フィルタ２ａは「Ｍ波長領域」、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」、及び、「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」を透過させ、光学フィルタ２ｂ・２ｃは「Ｃ波長領域」、「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」、及び、「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させ、光学フィルタ２ｄは「Ｙ波長領域」、「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」を透過させる。
【０１２７】
ここで、「Ｃ波長領域」は、「緑色波長領域（Ｇ）」および「青色波長領域（Ｂ）」を表し、「Ｍ波長領域」は、「青色波長領域（Ｂ）」および「赤色波長領域（Ｒ）」を表し、また、「Ｙ波長領域」は、「赤色波長領域（Ｒ）」および「緑色波長領域（Ｇ）」を表し、以下、同様とする。
【０１２８】
図９の（ｂ）を参照すると、光学フィルタ２ａは「Ｙ波長領域」、「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」、及び、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」を透過させ、光学フィルタ２ｂ・２ｃは「Ｍ波長領域」、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」、及び、「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」を透過させ、光学フィルタ２ｄは「Ｃ波長領域」、「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」、「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させる。
【０１２９】
図９の（ｃ）を参照すると、光学フィルタ２ａは「Ｃ波長領域」、「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」、及び、「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させ、光学フィルタ２ｂ・２ｃは「Ｙ波長領域」、「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」、及び、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」を透過させ、光学フィルタ２ｄは「Ｍ波長領域」、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」、「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」を透過させる。
【０１３０】
なお、上記の組合せの他、「赤色波長領域（Ｒ）」、「緑色波長領域（Ｇ）」、「青色波長領域（Ｂ）」、「Ｃ波長領域」、「Ｍ波長領域」、「Ｙ波長領域」、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」、「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」または「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を用いた他の組合せも可能である。
【０１３１】
なお、各光学フィルタ２ａ〜２ｄを透過した「Ｃ波長領域」の波長を有する可視光線の強度をＣで表し、「Ｍ波長領域」の波長を有する可視光線の強度をＭで表し、「Ｙ波長領域」の波長を有する可視光線の強度をＹで表し、以下、同様とすると、各光センサ３ａ〜３ｄで検出されたａ０２（Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３）を三原色の「Ｃ」で表色し、ｂ０２（Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２）を三原色の「Ｍ」で表色し、ｃ０２（Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３）を三原色の「Ｙ」で表色することが可能である。
【０１３２】
ここで、ａ０２、ｂ０２およびｃ０２は係数を表し、各光学フィルタ２ａ〜２ｄの透過率、各光センサ３ａ〜３ｄの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１３３】
なお、被写体からの「赤色波長領域（Ｒ）」、「緑色波長領域（Ｇ）」および「青色波長領域（Ｂ）」の可視光線の強度をＷ０で表し、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」、「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」の波長を有する赤外線の強度をＩＲ０で表し、以下、同様とすると、
Ｒ＋ＩＲ１＝ｄ０（Ｗ０＋ＩＲ０）−ａ０２（Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３）
＝｛−ａ０２（Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３）＋ｂ０２（Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２）＋ｃ０２（Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３）｝／２                    （１）
Ｇ＋ＩＲ３＝ｄ０（Ｗ０＋ＩＲ０）−ｂ０２（Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２）
＝｛ａ０２（Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３）−ｂ０２（Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２）＋ｃ０２（Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３）｝／２                      （２）
Ｂ＋ＩＲ２＝ｄ０（Ｗ０＋ＩＲ０）−ｃ０２（Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３）
＝｛ａ０２（Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３）＋ｂ０２（Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２）−ｃ０２（Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３）｝／２                      （３）
により変換し、ａ０３（Ｒ＋ＩＲ１）を三原色の「Ｒ」で表色し、ｂ０３（Ｇ＋ＩＲ３）を三原色の「Ｇ」で表色し、ｃ０３（Ｂ＋ＩＲ２）を三原色の「Ｂ」で表色することが可能である。
【０１３４】
すなわち、上記ＣＭＹ表色系の情報をＲＧＢ表色系の情報に変換することも可能である。ここで、ａ０３、ｂ０３、ｃ０３およびｄ０は係数を表し、適宜調整することが出来る。
【０１３５】
〔実施形態７〕
（光学フィルタの他の構成例）
図１０の（ａ）〜（ｆ）は実施形態７に係る光検出装置および固体撮像装置を構成する光学フィルタの設置例を説明する図である。図１０の（ａ）を参照すると、光学フィルタ２ａは「Ｗ波長領域」および「赤外波長領域（ＩＲ）」を透過させ、光学フィルタ２ｂ・２ｃは「赤色波長領域（Ｒ）」および「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」を透過させ、光学フィルタ２ｄは「緑色波長領域（Ｇ）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させる。
【０１３６】
ここで、「Ｗ波長領域」は、「赤色波長領域（Ｒ）」、「緑色波長領域（Ｇ）」および「青色波長領域（Ｂ）」を表し、「ＩＲ波長領域」は、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」、「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を表し、以下、同様とする。
【０１３７】
なお、各光学フィルタ２ａ〜２ｄを透過した「赤色波長領域（Ｒ）」、「緑色波長領域（Ｇ）」および「青色波長領域（Ｂ）」の可視光線の強度をＷで表し、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」、「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」の赤外線の強度をＩＲで表し、以下、同様とすると、被写体からの「青色波長領域（Ｂ）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」の光強度は、例えば、
Ｂ＋ＩＲ２＝ａ１（Ｗ＋ＩＲ）−２ｂ１（Ｒ＋ＩＲ１）−ｃ１（Ｇ＋ＩＲ３）                                                        （４）
などから計算して求めることが出来る。
【０１３８】
また、ａ１、ｂ１およびｃ１は係数を表し、各光学フィルタ２ａ〜２ｄの透過率、各光センサ３ａ〜３ｄの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１３９】
図１０の（ｂ）を参照すると、光学フィルタ２ａは「Ｗ波長領域」および「赤外波長領域（ＩＲ）」を透過させ、光学フィルタ２ｂ・２ｃは「緑色波長領域（Ｇ）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させ、光学フィルタ２ｄは「青色波長領域（Ｂ）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」を透過させる。
【０１４０】
なお、被写体からの「赤色波長領域（Ｒ）」および「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」の光強度は、例えば、
Ｒ＋ＩＲ１＝ａ２（Ｗ＋ＩＲ）−２ｂ２（Ｇ＋ＩＲ３）−ｃ２（Ｂ＋ＩＲ２）                                                      （５）
などから計算して求めることが出来る。ここで、ａ２、ｂ２およびｃ２は係数を表し、各光学フィルタ２ａ〜２ｄの透過率、各光センサ３ａ〜３ｄの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１４１】
図１０の（ｃ）を参照すると、光学フィルタ２ａは「Ｗ波長領域」および「赤外波長領域（ＩＲ）」を透過させ、光学フィルタ２ｂ・２ｃは「青色波長領域（Ｂ）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」を透過させ、光学フィルタ２ｄは「赤色波長領域（Ｒ）」および「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」を透過させる。
【０１４２】
なお、被写体からの「緑色波長領域（Ｇ）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」の光強度は、例えば、
Ｇ＋ＩＲ３＝ａ３（Ｗ＋ＩＲ）−２ｂ３（Ｂ＋ＩＲ２）−ｃ３（Ｒ＋ＩＲ１）                                                      （６）
などから計算して求めることが出来る。ここで、ａ３、ｂ３およびｃ３は係数を表し、各光学フィルタの透過率、各光センサの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１４３】
図１０の（ｄ）を参照すると、光学フィルタ２ａは「Ｗ波長領域」および「赤外波長領域（ＩＲ）」を透過させ、光学フィルタ２ｂ・２ｃは「赤色波長領域（Ｒ）」および「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」を透過させ、光学フィルタ２ｄは「青色波長領域（Ｂ）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」を透過させる。
【０１４４】
なお、被写体からの「緑色波長領域（Ｇ）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」の光強度は、例えば、
Ｇ＋ＩＲ３＝ａ４（Ｗ＋ＩＲ）−２ｂ４（Ｒ＋ＩＲ１）−ｃ４（Ｂ＋ＩＲ２）                                                      （７）
などから計算して求めることが出来る。ここで、ａ４、ｂ４およびｃ４は係数を表し、各光学フィルタの透過率、各光センサの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１４５】
図１０の（ｅ）を参照すると、光学フィルタ２ａは「Ｗ波長領域」および「赤外波長領域（ＩＲ）」を透過させ、光学フィルタ２ｂ・２ｃは「緑色波長領域（Ｇ）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させ、光学フィルタ２ｄは「赤色波長領域（Ｒ）」および「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」を透過させる。
【０１４６】
なお、被写体からの「青色波長領域（Ｂ）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」の光強度は、例えば、
Ｂ＋ＩＲ２＝ａ５（Ｗ＋ＩＲ）−２ｂ５（Ｇ＋ＩＲ３）−ｃ５（Ｒ＋ＩＲ１）                                                      （８）
などから計算して求めることが出来る。ここで、ａ５、ｂ５およびｃ５は係数を表し、各光学フィルタの透過率、各光センサの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１４７】
図１０の（ｆ）を参照すると、光学フィルタ２ａは「Ｗ波長領域」および「赤外波長領域（ＩＲ）」を透過させ、光学フィルタ２ｂ・２ｃは「青色波長領域（Ｂ）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」を透過させ、光学フィルタ２ｄは「緑色波長領域（Ｇ）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させる。
【０１４８】
なお、被写体からの「赤色波長領域（Ｒ）」および「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」の光強度は、例えば、
Ｒ＋ＩＲ１＝ａ６（Ｗ＋ＩＲ）−２ｂ６（Ｂ＋ＩＲ２）−ｃ６（Ｇ＋ＩＲ３）                                                      （９）
などから計算して求めることが出来る。ここで、ａ６、ｂ６およびｃ６は係数を表し、各光学フィルタの透過率、各光センサの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１４９】
〔実施形態８〕
（光学フィルタのさらに他の構成例）
図１１の（ａ）〜（ｆ）は実施形態８に係る光検出装置および固体撮像装置を構成する光学フィルタの設置例を説明する図である。ここで、複合光学フィルタ５ｂにおいて、光学フィルタ２ａ〜２ｄはスペーサ部材７ａを介して配置されている。
【０１５０】
図１１の（ａ）を参照すると、光学フィルタ２ａは「Ｗ波長領域」および「赤外波長領域（ＩＲ）」を透過させ、光学フィルタ２ｂ・２ｃは「Ｃ波長領域」「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させ、光学フィルタ２ｄは「Ｍ波長領域」「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」を透過させる。
【０１５１】
なお、被写体からの「Ｙ波長領域」、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」の光強度は、例えば、
Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３＝ａ７（Ｗ＋ＩＲ）−２ｂ７（Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３）
−ｃ７（Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２）          （１０）
などから計算して求めることが出来る。なお、ａ７、ｂ７およびｃ７は係数を表し、各光学フィルタの透過率、各光センサの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１５２】
なお、各光センサで検出されたａ２０（Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３）を三原色の「Ｃ」で表色し、ｂ２０（Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２）を三原色の「Ｍ」で表色し、また、上記計算で求められたＹ＋ＩＲ１＋ＩＲ３に関してｃ２０（Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３）を三原色の「Ｙ」で表色することが可能である。ここで、ａ２０、ｂ２０およびｃ２０は係数を表し、適宜調整することが出来る。
【０１５３】
なお、同様に、上記ＣＭＹ表色系の情報をＲＧＢ表色系の情報に変換することも可能である。
【０１５４】
図１１の（ｂ）を参照すると、光学フィルタ２ａは「Ｗ波長領域」および「赤外波長領域（ＩＲ）」を透過させ、光学フィルタ２ｂ・２ｃは「Ｍ波長領域」「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」を透過させ、光学フィルタ２ｄは「Ｙ波長領域」「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」および「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」を透過させる。
【０１５５】
なお、被写体からの「Ｃ波長領域」、「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」の光強度は、例えば、
Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３＝ａ８（Ｗ＋ＩＲ）−２ｂ８（Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２）
−ｃ８（Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３）          （１１）
などから計算して求めることが出来る。ここで、ａ８、ｂ８およびｃ８は係数を表し、各光学フィルタの透過率、各光センサの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１５６】
なお、同様に、上記ＣＭＹ表色系の情報をＲＧＢ表色系の情報に変換することも可能である。
【０１５７】
なお、各光センサで検出されたｂ２１（Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２）を三原色の「Ｍ」で表色し、ｃ２１（Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３）を三原色の「Ｙ」で表色し、また、上記計算で求められたＣ＋ＩＲ２＋ＩＲ３に関してａ２１（Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３）を三原色の「Ｃ」で表色することが可能である。ここで、ａ２１、ｂ２１およびｃ２１は係数を表し、適宜調整することが出来る。
【０１５８】
なお、同様に、上記ＣＭＹ表色系の情報をＲＧＢ表色系の情報に変換することも可能である。
【０１５９】
図１１の（ｃ）を参照すると、光学フィルタ２ａは「Ｗ波長領域」および「赤外波長領域（ＩＲ）」を透過させ、光学フィルタ２ｂ・２ｃは「Ｙ波長領域」「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」および「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」を透過させ、光学フィルタ２ｄは「Ｃ波長領域」「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させる。
【０１６０】
なお、被写体からの「Ｍ波長領域」、「ＩＲ１波長領域」および「ＩＲ２波長領域」の光強度は、例えば、
Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２＝ａ９（Ｗ＋ＩＲ）−２ｂ９（Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３）
−ｃ９（Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３）          （１２）
などから計算して求めることが出来る。ここで、ａ９、ｂ９およびｃ９は係数を表し、各光学フィルタの透過率、各光センサの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１６１】
なお、同様に、上記ＣＭＹ表色系の情報をＲＧＢ表色系の情報に変換することも可能である。
【０１６２】
なお、各光センサで検出されたｃ２２（Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３）を三原色の「Ｙ」で表色し、ａ２２（Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３）を三原色の「Ｃ」で表色し、また、上記計算で求められたＭ＋ＩＲ１＋ＩＲ２に関してｂ２２（Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２）を三原色の「Ｍ」で表色することが可能である。ここで、ａ２２、ｂ２２およびｃ２２は係数を表し、適宜調整することが出来る。
【０１６３】
なお、同様に、上記ＣＭＹ表色系の情報をＲＧＢ表色系の情報に変換することも可能である。
【０１６４】
図１１の（ｄ）を参照すると、光学フィルタ２ａは「Ｗ波長領域」および「赤外波長領域（ＩＲ）」を透過させ、光学フィルタ２ｂ・２ｃは「Ｃ波長領域」「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させ、光学フィルタ２ｄは「Ｙ波長領域」「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」および「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」を透過させる。
【０１６５】
なお、被写体からの「Ｍ波長領域」、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」の光強度は、例えば、
Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２＝ａ１０（Ｗ＋ＩＲ）−２ｂ１０（Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３）−ｃ１０（Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３）                          （１３）
などから計算して求めることが出来る。ここで、ａ１０、ｂ１０およびｃ１０は係数を表し、各光学フィルタの透過率、各光センサの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１６６】
なお、各光センサで検出されたａ２３（Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３）を三原色の「Ｃ」で表色し、ｃ２３（Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３）を三原色の「Ｙ」で表色し、また、上記計算で求められたＭ＋ＩＲ１＋ＩＲ２に関してｂ２３（Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２）を三原色の「Ｍ」で表色することが可能である。ここで、ａ２３、ｂ２３およびｃ２３は係数を表し、適宜調整することが出来る。
【０１６７】
なお、同様に、上記ＣＭＹ表色系の情報をＲＧＢ表色系の情報に変換することも可能である。
【０１６８】
図１１の（ｅ）を参照すると、光学フィルタ２ａは「Ｗ波長領域」および「赤外波長領域（ＩＲ）」を透過させ、光学フィルタ２ｂ・２ｃは「Ｍ波長領域」「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」を透過させ、光学フィルタ２ｄは「Ｃ波長領域」「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させる。
【０１６９】
なお、被写体からの「Ｙ波長領域」、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」の光強度は、例えば、
Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３＝ａ１１（Ｗ＋ＩＲ）−２ｂ１１（Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２）−ｃ１１（Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３）                          （１４）
などから計算して求めることが出来る。ここで、ａ１１、ｂ１１およびｃ１１は係数を表し、各光学フィルタの透過率、各光センサの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１７０】
なお、各光センサで検出されたｂ２４（Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２）を三原色の「Ｍ」で表色し、ａ２４（Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３）を三原色の「Ｃ」で表色し、また、上記計算で求められたＹ＋ＩＲ１＋ＩＲ３に関してｃ２４（Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３）を三原色の「Ｙ」で表色することが可能である。ここで、ａ２４、ｂ２４およびｃ２４は係数を表し、適宜調整することが出来る。
【０１７１】
なお、同様に、上記ＣＭＹ表色系の情報をＲＧＢ表色系の情報に変換することも可能である。
【０１７２】
図１１の（ｆ）を参照すると、光学フィルタ２ａは「Ｗ波長領域」および「赤外波長領域（ＩＲ）」を透過させ、光学フィルタ２ｂ・２ｃは「Ｙ波長領域」「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」および「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」を透過させ、光学フィルタ２ｄは「Ｍ波長領域」「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」を透過させる。
【０１７３】
なお、被写体からの「Ｃ波長領域」、「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」の光強度は、例えば、
Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３＝ａ１２（Ｗ＋ＩＲ）−２ｂ１２（Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３）−ｃ１２（Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２）                          （１５）
などから計算して求めることが出来る。ここで、ａ１２、ｂ１２およびｃ１２は係数を表し、各光学フィルタの透過率、各光センサの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１７４】
なお、各光センサで検出されたｃ２５（Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３）を三原色の「Ｙ」で表色し、ｂ２５（Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２）を三原色の「Ｍ」で表色し、また、上記計算で求められたＹ＋ＩＲ１＋ＩＲ３に関してａ２５（Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３）を三原色の「Ｃ」で表色することが可能である。ここで、ａ２５、ｂ２５およびｃ２５は係数を表し、適宜調整することが出来る。
【０１７５】
なお、同様に、上記ＣＭＹ表色系の情報をＲＧＢ表色系の情報に変換することも可能である。
【０１７６】
〔実施形態９〕
（光学フィルタのさらに他の構成例）
図１２の（ａ）〜（ｆ）は実施形態９に係る光検出装置および固体撮像装置を構成する光学フィルタの設置例を説明する図である。ここで、複合光学フィルタ５ｂにおいて、光学フィルタ２ａ〜２ｄはスペーサ部材７ａを介して配置されている。
【０１７７】
図１２の（ａ）を参照すると、光学フィルタ２ａ・２ｄは「Ｗ波長領域」および「赤外波長領域（ＩＲ）」を透過させ、光学フィルタ２ｂは「赤色波長領域（Ｒ）」および「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」を透過させ、光学フィルタ２ｃは「緑色波長領域（Ｇ）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させる。
【０１７８】
なお、被写体からの「青色波長領域（Ｂ）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」の光強度は、例えば、
Ｂ＋ＩＲ２＝２ａ１３（Ｗ＋ＩＲ）−ｂ１３（Ｒ＋ＩＲ１）
−ｃ１３（Ｇ＋ＩＲ３）                        （１６）
などから計算して求めることが出来る。ここで、ａ１３、ｂ１３およびｃ１３は係数を表し、各光学フィルタの透過率、各光センサの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１７９】
図１２の（ｂ）を参照すると、光学フィルタ２ａ・２ｄは「Ｗ波長領域」および「赤外波長領域（ＩＲ）」を透過させ、光学フィルタ２ｂは「緑色波長領域（Ｇ）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させ、光学フィルタ２ｃは「青色波長領域（Ｂ）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」を透過させる。
【０１８０】
なお、被写体からの「赤色波長領域（Ｒ）」および「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」の光強度は、例えば、
Ｒ＋ＩＲ１＝２ａ１４（Ｗ＋ＩＲ）−ｂ１４（Ｇ＋ＩＲ３）
−ｃ１４（Ｂ＋ＩＲ２）                        （１７）
などから計算して求めることが出来る。ここで、ａ１４、ｂ１４およびｃ１４は係数を表し、各光学フィルタの透過率、各光センサの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１８１】
図１２の（ｃ）を参照すると、光学フィルタ２ａ・２ｄは「Ｗ波長領域」および「赤外波長領域（ＩＲ）」を透過させ、光学フィルタ２ｂは「青色波長領域（Ｂ）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」を透過させ、光学フィルタ２ｃは「赤色波長領域（Ｒ）」および「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」を透過させる。
【０１８２】
なお、被写体からの「緑色波長領域（Ｇ）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」の光強度は、例えば、
Ｇ＋ＩＲ３＝２ａ１５（Ｗ＋ＩＲ）−ｂ１５（Ｂ＋ＩＲ２）
−ｃ１５（Ｒ＋ＩＲ１）                        （１８）
などから計算して求めることが出来る。ここで、ａ１５、ｂ１５およびｃ１５は係数を表し、各光学フィルタの透過率、各光センサの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１８３】
図１２の（ｄ）を参照すると、光学フィルタ２ａ・２ｄは「Ｗ波長領域」および「赤外波長領域（ＩＲ）」を透過させ、光学フィルタ２ｂは「Ｃ波長領域」「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させ、光学フィルタ２ｃは「Ｍ波長領域」「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」を透過させる。
【０１８４】
なお、被写体からの「Ｙ波長領域」、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」の光強度は、例えば、
Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３＝２ａ１６（Ｗ＋ＩＲ）−ｂ１６（Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３）−ｃ１６（Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２）                        （１９）
などから計算して求めることが出来る。ここで、ａ１６、ｂ１６およびｃ１６は係数を表し、各光学フィルタの透過率、各光センサの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１８５】
なお、同様に、上記ＣＭＹ表色系の情報をＲＧＢ表色系の情報に変換することも可能である。
【０１８６】
図１２の（ｅ）を参照すると、光学フィルタ２ａ・２ｄは「Ｗ波長領域」および「赤外波長領域（ＩＲ）」を透過させ、光学フィルタ２ｂは「Ｍ波長領域」「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」を透過させ、光学フィルタ２ｃは「Ｙ波長領域」「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させる。
【０１８７】
なお、被写体からの「Ｃ波長領域」、「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」の光強度は、例えば、
Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３＝２ａ１７（Ｗ＋ＩＲ）−ｂ１７（Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２）−ｃ１７（Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３）                        （２０）
などから計算して求めることが出来る。ここで、ａ１７、ｂ１７およびｃ１７は係数を表し、各光学フィルタの透過率、各光センサの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１８８】
なお、同様に、上記ＣＭＹ表色系の情報をＲＧＢ表色系の情報に変換することも可能である。
【０１８９】
図１２の（ｆ）を参照すると、光学フィルタ２ａ・２ｄは「Ｗ波長領域」および「赤外波長領域（ＩＲ）」を透過させ、光学フィルタ２ｂは「Ｙ波長領域」「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させ、光学フィルタ２ｃは「Ｃ波長領域」「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を透過させる。
【０１９０】
なお、被写体からの「Ｍ波長領域」、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」の光強度は、例えば、
Ｍ＋ＩＲ１＋ＩＲ２＝２ａ１８（Ｗ＋ＩＲ）−ｂ１８（Ｙ＋ＩＲ１＋ＩＲ３）−ｃ１８（Ｃ＋ＩＲ２＋ＩＲ３）                          （２１）
などから計算して求めることが出来る。ここで、ａ１８、ｂ１８およびｃ１８は係数を表し、各光学フィルタの透過率、各光センサの検出率などに応じて適宜調整することが出来る。
【０１９１】
なお、同様に、上記ＣＭＹ表色系の情報をＲＧＢ表色系の情報に変換することも可能である。
【０１９２】
なお、上記の組合せの他、「赤色波長領域（Ｒ）」、「緑色波長領域（Ｇ）」、「青色波長領域（Ｂ）」、「Ｃ波長領域」、「Ｍ波長領域」、「Ｙ波長領域」、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」、「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」または「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」を用いた他の組合せも可能である。
【０１９３】
なお、上記の組合せを含め、「赤色波長領域（Ｒ）」および「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」、「緑色波長領域（Ｇ）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」、「青色波長領域（Ｂ）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」、「Ｃ波長領域」、「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」、「Ｍ波長領域」、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」および「第２赤外波長領域（ＩＲ２）」、並びに、「Ｙ波長領域」、「第１赤外波長領域（ＩＲ１）」および「第３赤外波長領域（ＩＲ３）」、から、４つまたは３つを選択して４区画に割り当てる組合せだけでも１４０通り程あり、４区画内の位置の違いも考慮するとそれ以上の相当な場合がある。なお、それぞれ、ＲＧＢ系表色、ＣＭＹ系表色などに変換可能である。
【０１９４】
なお、上記の組み合わせの他、他の原色または色を用いた組合せも可能である。
【０１９５】
なお、同様に、ＣＭＹ表色系の情報をＲＧＢ表色系の情報に変換することが可能である。
【０１９６】
なお、逆に、ＲＧＢ表色系の情報をＣＭＹ表色系の情報に変換することが可能である。
【０１９７】
なお、前記Ｗ＋ＩＲは、基本計算では１などに、８ビットでのデジタル計算では２５５などに置き換えることが出来、１０ビットでのデジタル計算では１０２３などに置き換えることが出来、１４ビットでのデジタル計算では（２の１４乗）−１などに置き換えることが出来、１６ビットでのデジタル計算では（２の１６乗）−１などに置き換えることが出来る。なお、他のビット数に関しても同様である。
【０１９８】
なお、上記表色は、色相（Ｈｕｅ）、明度（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ、ＬｉｇｈｔｎｅｓｓまたはＶａｌｕｅ）、彩度（Ｃｏｎｔｒａｓｔ、ＣｈｒｏｍａまたはＳａｔｕｒａｔｉｏｎ）自然な彩度（Ｖｉｂｒａｎｃｅ）、カラーバランス、色要素、ガンマ補正などを調整することが出来る。
【０１９９】
図１３の（ａ）〜（ｈ）は本発明に係る光検出装置および固体撮像装置を構成する光学フィルタの透過率の波長依存性を示す図である。図１３には、代表的な光学フィルタの組合せにおいて、具体的な透過率の波長依存性の例が示されている。図１３の（ａ）はＲＧＢ、（ｂ）はＣＭＹ、（ｃ）はＲＧＷ、（ｄ）はＧＢＷ、（ｅ）はＲＢＷ、（ｆ）はＣＭＷ、（ｇ）はＭＹＷ、（ｈ）はＹＣＷと対応している。
【０２００】
〔実施形態１０〕
（固体撮像装置１ｂの構成）
図１４は、実施形態１０に係る固体撮像装置１ｂの構成を示す図である。固体撮像装置１ｂは、複合光学フィルタアレイ８ａと光センサアレイ６ａとを備えている。複合光学フィルタアレイ８ａは、周期性を有してマトリックス状に配置された複数の複合光学フィルタ５ａを有している。各複合光学フィルタ５ａには、２行２列に配置されて透過波長域の異なる光学フィルタ２ａ〜２ｄが形成されている。光学フィルタ２ａ〜２ｄには、スペーサ部材７が形成されている。光学フィルタ２ａ〜２ｄは、所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を透過させる。光学フィルタ２ａ〜２ｄのそれぞれには、異なる屈折率を有する複数の積層部材が積層されている。
【０２０１】
また、光センサアレイ６ａは、光学フィルタ２ａ〜２ｄに対応するように周期性を有してマトリックス状に配置された複数の光センサ３ａ〜３ｄを有している。光センサ３ａは、光学フィルタ２ａを透過した所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を検出する。光センサ３ｂは、光学フィルタ２ｂを透過した所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を検出する。光センサ３ｃは、光学フィルタ２ｃを透過した所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を検出する。光センサ３ｄは、光学フィルタ２ｄを透過した所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を検出する。
【０２０２】
図１５は、実施形態１０に係る固体撮像装置１ｂの断面図である。図１５に示すように、本実施形態１０の固体撮像素子１ｂは、半導体基板１１を備えている。半導体基板１１には、光電変換部１２及び電荷転送部１３が形成されている。光電変換部１２及び電荷転送部１３は光センサアレイ６ａに対応する。半導体基板１１の上には、絶縁膜を介して転送電極１４と遮光膜１５とが形成されている。遮光膜１５上には絶縁膜１６が形成されている。絶縁膜１６上には、無機膜光学フィルタ１７が形成されている。無機膜光学フィルタ１７上にはスペーサ膜２１が形成される構成となっている。なお、ここでは、スペーサ膜２１がスペーサ部材と一体化している例を示しており、以下、同様な場合がある。
【０２０３】
図１５の例では、無機膜光学フィルタ１７は、第１光学フィルタ１８、第２光学フィルタ１９、及び第３光学フィルタ２０を含み、複合光学フィルタアレイ８ａに対応する。
【０２０４】
なお、図１５の例を本発明に係る光検出装置に適用することも可能である。
【０２０５】
図１６の（ａ）は実施形態１０に係る無機膜光学フィルタ部の断面図であり、図１６の（ｂ）及び（ｃ）はカラーフィルタを透過した各光線の強度の波長依存を示すグラフである。入射光が第１光学フィルタ１８、第２光学フィルタ１９、及び第３光学フィルタ２０を透過することで、それぞれ第１光線、第２光線及び第３光線が第１光学フィルタ１８、第２光学フィルタ１９、及び第３光学フィルタ２０から出射することを示している。第１光線、第２光線及び第３光線が図１６の（ｂ）で示すような波長スペクトルをそれぞれ有するように、第１光学フィルタ１８、第２光学フィルタ１９、及び第３光学フィルタ２０が構成されている。第１光線に関しては、図１６の（ｃ）で示すように可視光線のＲと第１赤外線がつながったスペクトルを有するように第１光学フィルタ１８を構成しても構わない。
【０２０６】
図１７の（ａ）〜（ｇ）は実施形態１０における固体撮像装置１ｂの製造方法を示す断面図である。なお、図１７の（ａ）〜（ｇ）の例を本発明に係る光検出装置の製造方法に適用することも可能である。
【０２０７】
まず、図１７の（ａ）に示すように、シリコンからなる半導体基板１１の表面に露出するようにイオン注入により光電変換部１２、電荷転送部１３を形成する。そして、半導体基板１１の表面上に、厚さ１００〜３０００ｎｍの例えば酸化シリコン膜である絶縁膜（図示せず）をシリコン熱酸化あるいはＣＶＤ法により形成する。次に、例えばポリシリコン膜をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により厚さ５０〜３００ｎｍ程度堆積する。更に、熱拡散やイオン注入によりリンのようなｎ型不純物を導入する。
【０２０８】
その後、フォトリソグラフィー技術によって、所定のパターンにパターニングされたフォトレジストをマスクとして、異方性エッチングにより、転送電極１４を形成する。次に、ポリシリコン酸化或いはＣＶＤ法による酸化膜デポジションにより絶縁膜（図示せず）を形成する。反射防止膜として例えばシリコンナイトライド膜をデポジションし、所定のパターンにパターニングされたフォトレジストをマスクとして、異方性エッチングにより、形成する（図示せず）。
【０２０９】
次に、遮光膜材料であるタングステン等を堆積し、フォトリソグラフィー技術によって遮光膜１５を形成する。そして、酸化シリコン膜である絶縁膜１６をＣＶＤ法により形成する。絶縁膜１６はＣＭＰやエッチバック技術を用い平坦化しても良い。
【０２１０】
次に、絶縁膜１６上に第１光学フィルタ１８を形成する。第１光学フィルタは無機の多層膜で形成されており低屈折材料と高屈折材料を交互に積層することで形成される。具体的には低屈折材料としては酸化シリコン膜ＳｉＯ２、高屈折率材料は窒化シリコン膜ＳｉＮ或いは酸化チタン膜ＴｉＯ２を用いる。多層膜はＣＶＤ法で成膜しても良いし、蒸着法やスパッタにより成膜しても良い。
【０２１１】
次に、図１７の（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー技術によって、所定のパターンにパターニングされたフォトレジスト（図示せず）をマスクとして第１光学フィルタ１８をエッチングし所定のパターンを形成する。
【０２１２】
次に、図１７の（ｃ）に示すように、第２光学フィルタ１９を、ＣＶＤ法などを用いて形成する。
【０２１３】
次に図１７の（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィー技術によって、所定のパターンにパターニングされたフォトレジスト（図示せず）をマスクとして第２光学フィルタ１９をエッチングし所定のパターンを形成する。
【０２１４】
その後、図１７の（ｅ）に示すように、第３光学フィルタ２０を、ＣＶＤ法などを用いて形成する。
【０２１５】
次に、図１７の（ｆ）に示すように、フォトリソグラフィー技術によって、所定のパターンにパターニングされたフォトレジスト（図示せず）をマスクとして第３光学フィルタ２０をエッチングし所定のパターンを形成する。
【０２１６】
なお、上記の例では、光学フィルタの形成を、第１光学フィルタ１８、第２光学フィルタ１９、第３光学フィルタ２０の順に行ったが、これに限定するものではなく、これら３つの光学フィルタの形成順は、任意に設定することができる。
【０２１７】
次に、図１７の（ｇ）に示すように、スペーサ膜２１を成膜する。スペーサ膜２１は酸化シリコン膜ＳｉＯ２をＳＯＧ（Spin on Glass）法やアクリル材料を塗布して形成する。
【０２１８】
図１８は、無機膜光学フィルタ１７の構造を示す断面図である。複数の積層部材に対応する多層膜の低屈折材料と高屈折材料とは、上層から各Ｌ0、Ｈ1、Ｌ１、Ｈ２、Ｌ２、・・・Ｈj-1、Ｌj-1、Ｈj、Ｌjの順番に交互に配置される。低屈折材料と高屈折材料との屈折率はそれぞれｎL0、ｎH1、ｎL1、ｎH2、ｎL2、・・・ｎHj-1、ｎLj-1、ｎHj、ｎLjで示され、低屈折材料と高屈折材料との膜厚はそれぞれｄL0、ｄH1、ｄL1、ｄH2、ｄL2、・・・ｄHj-1、ｄLj-1、ｄHj、ｄLjで示される。
【０２１９】
これらの低屈折材料と高屈折材料との屈折率と膜厚とは、無機膜光学フィルタ１７（第１光学フィルタ１８、第２光学フィルタ１９、及び第３光学フィルタ２０）が、図１６の（ｂ）或いは図１６の（ｃ）のように可視光及び赤外線波長領域に透過域を持つフィルタ特性を有するように設定される。
【０２２０】
図１９の（ａ）は第１光学フィルタ１８と第２光学フィルタ１９の構造を示す図であり、図１９の（ｂ）はそれぞれの高屈折層の屈折率を比較した式である。第１光学フィルタ１８の高屈折層の屈折率は第２光学フィルタ１９の高屈折層の屈折率よりも高い。具体的な例として第１光学フィルタ１８の高屈折層の屈折率は２．３〜２．８、第２光学フィルタ１９の高屈折層の屈折率は１．８〜２．３と設定する。
【０２２１】
図２０の（ａ）は無機膜光学フィルタ１７の屈折率、（ｂ）は無機膜光学フィルタ１７の吸収係数の波長依存を示すグラフである。曲線Ｇ１は第１光学フィルタ１８の高屈折層ｎＨ：１８の屈折率を示しており、曲線Ｇ２は第２光学フィルタ１９の高屈折層ｎＨ：１９の屈折率を示している。曲線Ｇ３は第１光学フィルタ１８の高屈折層ｎＨ：１８の吸収係数を示しており、曲線Ｇ４は第２光学フィルタ１９の高屈折層ｎＨ：１９の吸収係数を示している。
【０２２２】
図２０の（ａ）、（ｂ）に示すように屈折率が高くなると吸収係数が上昇し透過率が低下してしまう。特に波長の短い領域で顕著となる。これから例えば４００〜５００ｎｍの紫〜青色の波長領域を透過させたい場合は屈折率の低い材料を用いることで透過率の低下を防ぐことができる。波長の短い領域を透過する必要のないフィルタに関しては、高屈折率材の屈折率が高い方が全体の膜厚を薄くすることができるので、屈折率の高い材料を用いた方が良い。すなわち、各画素で高屈折層の屈折率を異ならせることで最適な分光が得ることが可能となる。
【０２２３】
図２１の（ａ）は第１〜３光学フィルタ１８〜２０の屈折率及び膜厚の一例を示す図であり、図２１の（ｂ）は光学フィルタの透過率の波長依存性を示す。図２１に示すように、画素毎に適切な屈折率及び膜厚を設定することで、可視光領域及び赤外線領域において透過する光学フィルタを形成することができる。第２光学フィルタ１９の高屈折材料Ｈ１〜Ｈ８の屈折率（２．２）、及び、第３光学フィルタ２０の高屈折材料Ｈ１〜Ｈ４の屈折率（２．２）は、第１光学フィルタ１８の高屈折材料Ｈ１〜Ｈ４の屈折率（２．５）よりも小さくなっている。尚、膜厚と屈折率との組み合わせはこれに限らず、積層数を増減させる事、各層ごとに任意の膜厚、屈折率を選択する事なども可能である。
【０２２４】
〔実施形態１１〕
（固体撮像装置１ｃの構成）
図２２は、実施形態１１に係る固体撮像装置１ｃの構成を示す図である。図１４で前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は繰り返さない。図１４に示す固体撮像装置１ｂと異なる点は、レンズアレイ９ａが、複合光学フィルタアレイ８ａに対して光センサアレイ６ａの反対側に設けられている点である。レンズアレイ９ａは、光学フィルタ２ａ〜２ｄに対応するように周期性を有して平面状に配置された複数のレンズを有する。
【０２２５】
図２３は、固体撮像装置１ｃの断面図である。図１５で前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は繰り返さない。図１５に示す固体撮像装置１ｂと異なる点は、集光レンズ２２がスペーサ膜２１の上に形成されている点である。集光レンズ２２はレンズアレイ９ａに対応する。
【０２２６】
図２３の例では、無機膜光学フィルタ１７は第１光学フィルタ１８、第２光学フィルタ１９、及び第３光学フィルタ２０を含む。
【０２２７】
図２３の例では、被写体からの光線Ｌ４は、集光レンズ２２により集光されて第２光学フィルタ１９を透過し、光電変換部１２に入射する。このように、集光レンズ２２による集光効果により光電変換部１２の感度の向上を図ることができる。またフィルタ膜厚が安定した第２光学フィルタ１９の中央部に集光レンズ２２が集光することで、第２光学フィルタ１９の透過特性のばらつきを抑制するだけでなく、隣接セルへの光漏れも削減できるため色分離を向上させることができる。第２光学フィルタ１９の例を示したが、第１光学フィルタ１８、第３光学フィルタ２０も同様である。
【０２２８】
なお、図２３の例を本発明に係る光検出装置に適用することも可能である。
【０２２９】
図２４の（ａ）及び（ｂ）は実施形態１１における固体撮像装置１ｃの製造方法を示す図である。図２４の（ａ）は無機膜光学フィルタ１７、及びスペーサ膜２１を形成した後の断面図であり、製造方法は実施形態１０の図１７の（ａ）〜（ｇ）までと同じである。その後、図２４の（ｂ）に示すように、アクリルを塗布し、所定の形状にパターニングされたフォトレジスト（図示せず）形状を転写するようにアクリルをエッチングし集光レンズ２２を形成する。
【０２３０】
なお、図２４の（ａ）及び（ｂ）の例を本発明に係る光検出装置の製造方法に適用することも可能である。
【０２３１】
〔実施形態１２〕
（固体撮像装置１ｄの構成）
図２５は、実施形態１２に係る固体撮像装置１ｄの構成を示す図である。図２２で前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は繰り返さない。図２２に示す固体撮像装置１ｃと異なる点は、レンズアレイ９ａが、複合光学フィルタアレイ８ａと光センサアレイ６ａとの間に設けられている点である。レンズアレイ９ａは、光学フィルタ２ａ〜２ｄに対応するように周期性を有して平面状に配置された複数のレンズを有する。
【０２３２】
図２６は、固体撮像装置１ｄの断面図である。図１５で前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は繰り返さない。図１５に示す固体撮像装置１ｂと異なる点は、集光レンズ２７が絶縁膜１６に形成されている点である。集光レンズ２７はレンズアレイ９ａに対応する。
【０２３３】
図２６の例では、無機膜光学フィルタ１７は、第１光学フィルタ１８、第２光学フィルタ１９、及び第３光学フィルタ２０を含む。
【０２３４】
図２６の例では、被写体からの光線Ｌ４は、第２光学フィルタ１９を透過し、集光レンズ２７により集光されて光電変換部１２に入射する。このように、集光レンズ２７による集光効果により光電変換部１２の感度の向上を図ることができる。第２光学フィルタ１９の例を示したが、第１光学フィルタ１８、第３光学フィルタ２０も同様である。
【０２３５】
なお、図２６の例を本発明に係る光検出装置に適用することも可能である。
【０２３６】
図２７の（ａ）〜（ｄ）は実施形態１２における固体撮像装置１ｄの製造方法を示す図である。まず、図２７の（ａ）に示すように、シリコンからなる半導体基板１１の表面に露出するように、イオン注入により光電変換部１２、電荷転送部１３を形成する。そして、半導体基板１１の表面上に、厚さ１００〜３０００ｎｍの例えば酸化シリコン膜である絶縁膜（図示せず）をシリコン熱酸化あるいはＣＶＤ法により形成する。
【０２３７】
次に、例えばポリシリコン膜をＣＶＤ法により厚さ５０〜３００ｎｍ程度堆積する。更に、熱拡散やイオン注入によりリンのようなｎ型不純物を導入する。その後、フォトリソグラフィー技術によって、所定のパターンにパターニングされたフォトレジストをマスクとして、異方性エッチングにより、転送電極１４を形成する。
【０２３８】
次にポリシリコン酸化或いはＣＶＤ法による酸化膜デポジションにより絶縁膜（図示せず）を形成する。反射防止膜として例えばシリコンナイトライド膜をデポデポジションし、所定のパターンにパターニングされたフォトレジストをマスクとして、異方性エッチングにより、形成する（図示せず）。
【０２３９】
次に、遮光膜材料であるタングステン等を堆積し、フォトリソグラフィー技術によって遮光膜１５を形成する。次に、酸化シリコン膜である絶縁膜１６をＣＶＤ法により形成する。ＣＶＤ法により形成した絶縁膜１６の埋め込み形状は、図２７の（ａ）に示すように、転送電極１４の間で下に凸の形状となる。
【０２４０】
その後、図２７の（ｂ）に示すように例えばＣＶＤ法で窒化シリコン膜２８を成膜する。次に、図２７の（ｃ）に示すようにエッチバック法やＣＭＰ（Chemical Mechanical Planarization）法により集光レンズ２７を形成する。そして、図２７（ｄ）に示すように、図１７の（ａ）〜（ｇ）と同じ方法で第１光学フィルタ１８、第２光学フィルタ１９、及び第３光学フィルタ２０を順に形成する。
【０２４１】
なお、光学フィルタの形成は、第１光学フィルタ１８、第２光学フィルタ１９、第３光学フィルタ２０の順に行う方法に限定するものではなく、これら３つの光学フィルタの形成順は、任意に設定することができる。
【０２４２】
尚、図２７の（ｃ）でエッチバック法やＣＭＰ法により集光レンズ２７を形成しているが図２７の（ｂ）の形状のままでも集光レンズ２７と同様のレンズ効果が得られる。エッチバックすることで、半導体基板１１と、第１光学フィルタ１８、第２光学フィルタ１９、及び第３光学フィルタ２０との間の距離が縮小され感度が向上するメリットがある。
【０２４３】
なお、図２７の（ａ）〜（ｄ）の例を本発明に係る光検出装置の製造方法に適用することも可能である。
【０２４４】
〔実施形態１３〕
（固体撮像装置１ｅの構成）
図２８は、実施形態１３に係る固体撮像装置１ｅの構成を示す図である。図２２で前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は繰り返さない。図２２に示す固体撮像装置１ｃと異なる点は、レンズアレイ９ａに加えて、複合光学フィルタアレイ８ａと光センサアレイ６ａとの間にレンズアレイ９ｂを設けた点にある。レンズアレイ９ｂは、レンズアレイ９ａと同様の構成を有している。
【０２４５】
図２９は、実施形態１３に係る固体撮像装置１ｅの断面図である。図２３で前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は繰り返さない。図２３に示す固体撮像装置１ｃと異なる点は、図２６で前述した集光レンズ２７が追加して形成されている点である。
【０２４６】
図２９の例では、無機膜光学フィルタ１７は第１光学フィルタ１８、第２光学フィルタ１９及び第３光学フィルタ２０を含む。図２９で光線Ｌ４の様子を示しているが、集光レンズ２２及び集光レンズ２７の２つのレンズによる集光効果により光電変換部１２の感度の向上を図ることができる。またフィルタ膜厚が安定した第２光学フィルタ１９の中央部に集光することで第２光学フィルタ１９の透過特性のばらつきを抑制するだけでなく、隣接セルへの光漏れも削減できるため色分離を向上させることができる。第２光学フィルタ１９の例を示したが、第１光学フィルタ１８、第３光学フィルタ２０も同様である。
【０２４７】
なお、図２９の例を本発明に係る光検出装置に適用することも可能である。
【０２４８】
図３０の（ａ）及び（ｂ）は実施形態１３における固体撮像装置１ｅの製造方法を示す図である。図３０の（ａ）は、無機膜光学フィルタ１７及びスペーサ膜２１を形成した後の断面図を示している。ここまでの製造方法は実施形態１２の図２７の（ａ）〜（ｄ）までと同じである。その後、図３０（ｂ）に示すようにアクリルを塗布し、所定の形状にパターニングされたフォトレジスト（図示せず）形状を転写するようにアクリルをエッチングし集光レンズ２２を形成する。
【０２４９】
なお、図３０の（ａ）及び（ｂ）の例を本発明に係る光検出装置の製造方法に適用することも可能である。
【０２５０】
〔実施形態１４〕
図３１の（ａ）は本発明の実施形態１４に係る固体撮像装置１ｆの構成を示す図である。図３１の（ｂ）は実施形態１４に係る別の固体撮像装置１ｇの構成を示す図である。図１４で前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は繰り返さない。図３１の（ａ）に示す固体撮像装置１ｆが図１４に示す固体撮像装置１ｂと異なる点は、有機フィルタアレイ１０ａ（または、第２複合光学フィルタアレイ）を複合光学フィルタアレイ８ａ（または、第１複合光学フィルタアレイ）に対して光センサアレイ６ａの反対側に設けた点である。有機フィルタアレイ１０ａは、複数の複合有機フィルタ５ｈを備えている。複数の複合有機フィルタ５ｈのそれぞれは、２行２列に配置されて透過波長域の異なる光学フィルタ２ｓ・２ｔ・２ｕ・２ｖを有している。光学フィルタ２ｓ・２ｔ・２ｕ・２ｖは、有機材料からなる。光学フィルタ２ｓ・２ｔ・２ｕ・２ｖは、複合光学フィルタアレイ８ａの光学フィルタ２ａ・２ｂ・２ｃ・２ｄと対応するように周期性を有して平面状に配置されている。なお、複合光学フィルタ５ａの光学フィルタ２ａ〜２ｄは、異なった材料から成ってもよい。また、光学フィルタ２ａ〜２ｄの少なくとも二つは同一の材料から成ってもよい。さらに、複合有機フィルタ５ｈの光学フィルタ２ｓ〜２ｖは、異なった材料から成ってもよい。そして、光学フィルタ２ｓ〜２ｖの少なくとも二つは、同一の材料から成ってもよい。
【０２５１】
図３１の（ｂ）に示す固体撮像装置１ｇが図３１の（ａ）に示す固体撮像装置１ｆと異なる点は、有機フィルタアレイ１０ａ（第２複合光学フィルタアレイ）を複合光学フィルタアレイ８ａ（第１複合光学フィルタアレイ）と光センサアレイ６ａとの間に設けた点である。固体撮像装置１ｇは、上記の点を除くと、固体撮像装置１ｆと同様の構成を有する。なお、複合光学フィルタ５ａの光学フィルタ２ａ〜２ｄは、異なった材料から成ってもよい。また、光学フィルタ２ａ〜２ｄの少なくとも二つは同一の材料から成ってもよい。さらに、複合有機フィルタ５ｈの光学フィルタ２ｓ〜２ｖは、異なった材料から成ってもよい。そして、光学フィルタ２ｓ〜２ｖの少なくとも二つは、同一の材料から成ってもよい。
【０２５２】
図３２は、実施形態１４に係る固体撮像装置１ｆの断面図である。図１５で前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は繰り返さない。図１５に示す固体撮像装置１ｂと異なる点は、スペーサ膜２１上に有機膜光学フィルタ２４及び第２平坦化膜２６が形成されている点である。
【０２５３】
なお、図３２の例を本発明に係る光検出装置に適用することも可能である。
【０２５４】
図３３の（ａ）は、有機膜光学フィルタの透過率の波長依存を示すグラフであり、図３３の（ｂ）は、無機膜光学フィルタの透過率の波長依存を示すグラフであり、図３３の（ｃ）はトータルの透過率の波長依存を示すグラフである。
【０２５５】
図３３の（ａ）の曲線Ｇ５は、有機膜光学フィルタ２４の透過率波長依存性を示している。図３３の（ｂ）の曲線Ｇ６は、第２光学フィルタ（無機膜光学フィルタ）１９の透過率波長依存性を示している。図３３の（ｃ）の曲線Ｇ７は、有機膜光学フィルタ２４と第２光学フィルタ（無機膜光学フィルタ）１９とのトータルの透過率波長依存性を示している。図３３の（ｃ）は図２１の（ｂ）の第２光学フィルタ特性と同一のものである。図３３の（ａ）及び（ｂ）に示すようなスペクトル特性を持つフィルタを積層することで、図３３の（ｃ）に示すように可視光及び赤外線領域を透過するスペクトル特性が得られる。
【０２５６】
図３３の（ｂ）に示すように第２光学フィルタ（無機膜光学フィルタ）１９のスペクトルは赤外線領域の一部をカットするだけで良く、無機多層膜の構造を比較的簡素に構成することができる。このように有機膜フィルタ（有機膜光学フィルタ２４）と無機膜フィルタ（第２光学フィルタ１９）とを積層することで複雑なスペクトル特性を実現することができる。
【０２５７】
図３４の（ａ）〜（ｃ）は実施形態１４における固体撮像装置１ｆの製造方法を示す図である。まず、図１７の（ａ）〜（ｇ）で前述した方法に従って、図３４(ａ)に示す構造を製造する。
【０２５８】
次に、図３４の（ｂ）に示すように、有機膜を塗布しパターン露光、現像、ベーキングを行い、有機膜光学フィルタ２４を形成する。その後、図３４の（ｃ）に示すように第２平坦化膜２６を成膜する。第２平坦化膜２６はアクリル材料を塗布して形成する。
【０２５９】
なお、図３４の（ａ）〜（ｃ）の例を本発明に係る光検出装置の製造方法に適用することも可能である。
【０２６０】
図３５は、実施形態１４に係る固体撮像装置の断面図である。図１５で前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は繰り返さない。図１５に示す固体撮像装置１ｂと異なる点は、スペーサ膜２１上に有機膜光学フィルタ２５及び第２平坦化膜２６が形成されている点である。
【０２６１】
なお、図３５の例を本発明に係る光検出装置に適用することも可能である。
【０２６２】
図３６の（ａ）は、有機膜光学フィルタの透過率の波長依存を示すグラフであり、図３６の（ｂ）は、無機光学フィルタの透過率の波長依存を示すグラフで、図３６の（ｃ）はトータルの透過率の波長依存を示すグラフである。
【０２６３】
図３６の（ａ）の曲線Ｇ８は、有機膜光学フィルタ２５の透過率波長依存性を示している。図３６の（ｂ）の曲線Ｇ９は、第３光学フィルタ（無機膜光学フィルタ）２０の透過率波長依存性を示している。図３６の（ｃ）の曲線Ｇ１０は、有機膜光学フィルタ２５と第３光学フィルタ（無機膜光学フィルタ）２０とのトータルの透過率波長依存性を示している。図３６の（ｃ）は図２１の（ｂ）の第３光学フィルタ特性と同一のものである。図３６の（ａ）及び（ｂ）に示すようなスペクトル特性を持つフィルタを積層することで、図３６の（ｃ）に示すように可視光及び赤外線領域を透過するスペクトル特性が得られる。
【０２６４】
図３７は、実施形態１４に係る固体撮像装置１ｆの断面図である。図１５で前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は繰り返さない。図１５に示す固体撮像装置１ｂと異なる点は、スペーサ膜２１上に有機膜光学フィルタ２３及び第２平坦化膜２６が形成されている点である。
【０２６５】
なお、図３７の例を本発明に係る光検出装置に適用することも可能である。
【０２６６】
図３８の（ａ）は、有機膜光学フィルタの透過率の波長依存を示すグラフであり、図３８の（ｂ）は、無機光学フィルタの透過率の波長依存を示すグラフで、図３８の（ｃ）はトータルの透過率の波長依存を示すグラフである。
【０２６７】
図３８の（ａ）の曲線Ｇ１３は、有機膜光学フィルタ２３の透過率波長依存性を示している。図３８の（ｂ）の曲線Ｇ１４は、第１光学フィルタ（無機膜光学フィルタ）１８の透過率波長依存性を示している。図３８の（ｃ）の曲線Ｇ１５は、有機膜光学フィルタ２３と第１光学フィルタ（無機膜光学フィルタ）１８とのトータルの透過率波長依存性を示している。図３８の（ｃ）は図２１の（ｂ）の第１光学フィルタ特性と同一のものである。図３８の（ａ）及び（ｂ）に示すようなスペクトル特性を持つフィルタを積層することで、図３８の（ｃ）に示すように可視光及び赤外線領域を透過するスペクトル特性が得られる。
【０２６８】
〔実施形態１５〕
図３９は、実施形態１５に係る固体撮像装置の断面図である。図１５で前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は繰り返さない。図１５に示す固体撮像装置１ｂと異なる点は、第１光学フィルタ１８、第２光学フィルタ１９、及び第３光学フィルタ２０の代わりに、第１光学フィルタ１８ａ、第２光学フィルタ１９ａ、及び第３光学フィルタ２０ａを形成した点である。第１光学フィルタ１８ａ、第２光学フィルタ１９ａ、及び第３光学フィルタ２０ａは、湾曲した積層部材を積層して形成されている。
【０２６９】
図３９で光線Ｌ４の様子を示しているが、第２光学フィルタ１９ａによる集光効果により光電変換部１２の感度の向上を図ることができる。この構成の場合、レンズを別途形成する必要がないため製造コストが下げられるだけでなく、基板上の膜厚を薄くすることで斜め光に対する集光特性が改善するメリットがある。
【０２７０】
図３９の例では、無機膜光学フィルタ１７は、第１光学フィルタ１８ａ、第２光学フィルタ１９ａ、及び第３光学フィルタ２０ａを含む。
【０２７１】
なお、図３９の例を本発明に係る光検出装置に適用することも可能である。
【０２７２】
図４０の（ａ）〜（ｆ）は実施形態１５における固体撮像装置の製造方法を示す図である。まず、図４０の（ａ）に示すように、シリコンからなる半導体基板１１の表面に露出するようにイオン注入により光電変換部１２、電荷転送部１３を形成する。そして、半導体基板１１の表面上に、厚さ１００〜３０００ｎｍの例えば酸化シリコン膜である絶縁膜（図示せず）をシリコン熱酸化あるいはＣＶＤ法により形成する。
【０２７３】
次に、例えばポリシリコン膜をＣＶＤ法により厚さ５０〜３００ｎｍ程度堆積する。更に、熱拡散やイオン注入によりリンのようなｎ型不純物を導入する。
【０２７４】
その後、フォトリソグラフィー技術によって、所定のパターンにパターニングされたフォトレジストをマスクとして、異方性エッチングにより、転送電極１４を形成する。次にポリシリコン酸化或いはＣＶＤ法による酸化膜デポジションにより絶縁膜（図示せず）を形成する。
【０２７５】
反射防止膜として例えばシリコンナイトライド膜をデポジションし、所定のパターンにパターニングされたフォトレジストをマスクとして、異方性エッチングにより、形成する（図示せず）。
【０２７６】
次に、遮光膜材料であるタングステン等を堆積し、フォトリソグラフィー技術によって遮光膜１５を形成する。次に、酸化シリコン膜である絶縁膜１６をＣＶＤ法により形成する。ＣＶＤ法により形成した絶縁膜１６の埋め込み形状は転送電極１４の間で下に凸の形状となる。
【０２７７】
その後、図４０の（ｂ）に示すように絶縁膜１６上に第１光学フィルタ１８ａを形成する。第１光学フィルタは無機の多層膜で形成されており低屈折材料と高屈折材料を交互に積層することで形成される。
【０２７８】
次に、図４０の（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィー技術によって、所定のパターンにパターニングされたフォトレジスト（図示せず）をマスクとして第１光学フィルタ１８ａをエッチングし所定のパターンを形成する。そして、図４０の（ｄ）、（ｅ）のように図４０の（ｂ）〜（ｃ）と同様の方法で第２光学フィルタ１９ａ、第３光学フィルタ２０ａを形成する。次に図４０の（ｆ）に示すように、スペーサ膜２１を成膜する。なお、上記の例では、光学フィルタの形成を、第１光学フィルタ１８ａ、第２光学フィルタ１９ａ、第３光学フィルタ２０ａの順に行ったが、これに限定するものではなく、これら３つの光学フィルタの形成順は、任意に設定することができる。
【０２７９】
なお、図４０の（ａ）〜（ｆ）の例を本発明に係る光検出装置の製造方法に適用することも可能である。
【０２８０】
なお、図１８において無機膜光学フィルタ１７の最下層の膜Ｌｊと絶縁膜１６との屈折率の比率を８５％以上１１５％以下とし、また最上層の膜Ｌ0とスペーサ膜２１との屈折率の比率を８５％以上１１５％以下にすることで界面での反射屈折を防止し所望のカラーフィルタの透過率特性を安定して得ることができる。
【０２８１】
本実施形態による光検出装置および固体撮像装置並びにそれらの製造方法によれば、１型以下のデバイスサイズで、光検出装置を実現することができる。
【０２８２】
また、１型以下のデバイスサイズで、ＳＤ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）（６４０×４８０画素）、ＨＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）７２０（１２８０×７２０画素）、ＨＤ９６０（１２８０×９２０画素）、フルＨＤ（１９２０×１０８０画素）、４Ｋ（フルＨＤの４倍の画素）、８Ｋ（フルＨＤの８倍の画素）などの画素数に対応可能な単板式ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサなどの固体撮像装置を実現することができる。
【０２８３】
また、インターレース方式、プログレッシブ方式などの走査方式に対応することが可能である。
【０２８４】
また、従来品と同等以上の高性能な電気特性を実現することができる。
（実施例１）
本実施形態による光検出装置および固体撮像装置並びにそれらの製造方法により作製した、例えば、１／３型１３０万画素ＣＣＤイメージセンサを測定したところ、感度はＦ５．６で１秒蓄積時に１２００ｍＶ／μｍ２以上、スミアは−１２０ｄＢ以下、飽和出力は８００ｍＶ以上、などと高性能な電気特性であった。
（実施例２）
図４１の（ａ）及び（ｂ）は本発明の固体撮像装置で撮像した可視光及び赤外線照射時のカラー写真を示す図である。図４１の（ａ）は可視光下での写真を示しており、図４１の（ｂ）は暗視で赤外線照射して撮像した写真を示している。図４１の（ａ）の可視光下でのカラーを図４１の（ｂ）の暗視時赤外線照射で再現できることを示している。
【０２８５】
〔本発明の製造方法に係る側面〕
本発明の側面として、図１７に示される前記光検出装置および前記固体撮像素子の製造方法において、シリコンからなる半導体基板の表面にイオン注入により光電変換部、電荷転送部を形成し、半導体基板の表面上に、厚さ１００〜３０００ｎｍの例えば酸化シリコン膜である絶縁膜をシリコン熱酸化あるいはＣＶＤ法により形成することが好ましい。
【０２８６】
次に、例えばポリシリコン膜をＣＶＤ法により厚さ５０〜３００ｎｍ程度堆積し、更に、熱拡散やイオン注入によりリンのようなｎ型不純物を導入し、その後、フォトリソグラフィー技術によって、所定のパターンにパターニングされたフォトレジストをマスクとして、異方性エッチングにより、転送電極を形成することが好ましい。
【０２８７】
次にポリシリコン酸化或いはＣＶＤ法による酸化膜デポジションにより絶縁膜を形成することが好ましい。
【０２８８】
また、反射防止膜として例えばシリコンナイトライド膜をデポジションし、所定のパターンにパターニングされたフォトレジストをマスクとして、異方性エッチングにより、形成することが好ましい。
【０２８９】
次に、遮光膜材料であるタングステン等を堆積し、フォトリソグラフィー技術によって遮光膜を形成することが好ましい。
【０２９０】
次に、酸化シリコン膜である絶縁膜をＣＶＤ法により形成することが好ましい。なお、絶縁膜はＣＭＰやエッチバック技術を用い平坦化しても良い。
【０２９１】
また、前記絶縁膜上に前記第１の光学フィルタを形成することが好ましい。なお、前記第１の光学フィルタは無機の多層膜で形成されており低屈折材料と高屈折材料を交互に積層することで形成されることが好ましい。なお、低屈折材料として、酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜、高屈折率材料は窒化シリコン（ＳｉＮ）膜或いは酸化チタン（ＴｉＯ２）膜を用いることが好ましい。多層膜はＣＶＤ法で成膜しても良いし、蒸着法やスパッタにより成膜しても良い。
【０２９２】
なお、図１７の（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー技術によって、所定のパターンにパターニングされたフォトレジストをマスクとして前記第１の光学フィルタをエッチングし所定のパターンを形成することが好ましい。
【０２９３】
なお、図１７の（ｃ）に示すように、前記第２の光学フィルタを、ＣＶＤ法などを用いて形成することが好ましい。
【０２９４】
なお、図１７の（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィー技術によって、所定のパターンにパターニングされたフォトレジストをマスクとして前記第２の光学フィルタをエッチングし所定のパターンを形成することが好ましい。
【０２９５】
その後、図１７の（ｅ）に示すように、前記第３の光学フィルタを、ＣＶＤ法などを用いて形成することが好ましい。
【０２９６】
次に、図１７の（ｆ）に示すように、フォトリソグラフィー技術によって、所定のパターンにパターニングされたフォトレジストをマスクとして前記第３の光学フィルタをエッチングし所定のパターンを形成することが好ましい。
【０２９７】
次に、図１７の（ｇ）に示すように、第１の平坦化膜を成膜する。前記第１の平坦化膜はＳｉＯ２をＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）法やアクリル材料を塗布して形成することが好ましい。
【０２９８】
また、図２４に示される前記光検出装置および前記固体撮像素子の製造方法として、アクリルを塗布し、所定の形状にパターニングされたフォトレジスト形状を転写するようにアクリルをエッチングし第１レンズを形成することが好ましい。
【０２９９】
また、図２７に示される前記光検出装置および前記固体撮像素子の製造方法として、シリコンからなる半導体基板の表面にイオン注入により光電変換部、電荷転送部を形成し、半導体基板の表面上に、厚さ１００〜３０００ｎｍの例えば酸化シリコン膜である絶縁膜をシリコン熱酸化あるいはＣＶＤ法により形成することが好ましい。
【０３００】
次に、例えば、ポリシリコン膜をＣＶＤ法により厚さ５０〜３００ｎｍ程度堆積し、更に、熱拡散やイオン注入によりリンのようなｎ型不純物を導入し、その後、フォトリソグラフィー技術によって、所定のパターンにパターニングされたフォトレジストをマスクとして、異方性エッチングにより、転送電極を形成することが好ましい。
【０３０１】
次に、ポリシリコン酸化或いはＣＶＤ法による酸化膜デポジションにより絶縁膜を形成し、反射防止膜として例えばシリコンナイトライド膜をデポジションし、所定のパターンにパターニングされたフォトレジストをマスクとして、異方性エッチングにより、形成することが好ましい。
【０３０２】
次に、遮光膜材料であるタングステン等を堆積し、フォトリソグラフィー技術によって遮光膜を形成し、次に、酸化シリコン膜である絶縁膜をＣＶＤ法により形成し、ＣＶＤ法により形成した絶縁膜の埋め込み形状は転送電極の間で下に凸の形状となることが好ましい。
【０３０３】
この後、例えば、ＣＶＤ法で窒化シリコン膜を成膜し、次に、エッチバック法やＣＭＰ法により前記第２レンズを形成し、前記第１の光学フィルタ、前記第２の光学フィルタ及び前記第３の光学フィルタを形成することが好ましい。なお、第１の光学フィルタ、前記第２の光学フィルタ及び前記第３の光学フィルタの形成順は、任意に設定することができる。
【０３０４】
尚、エッチバック法やＣＭＰ法により前記第２レンズを形成しているが、エッチバック法やＣＭＰ法を用いなくても、同様のレンズ効果が得られる。なお、エッチバックすることで基板−フィルタ間距離が縮小され感度が向上するメリットがある。
【０３０５】
また、前記光検出装置および前記固体撮像素子の製造方法として、シリコンからなる半導体基板の表面にイオン注入により光電変換部、電荷転送部を形成し、半導体基板の表面上に、厚さ１００〜３０００ｎｍの例えば酸化シリコン膜である絶縁膜をシリコン熱酸化あるいはＣＶＤ法により形成することが好ましい。
【０３０６】
次に、例えば、ポリシリコン膜をＣＶＤ法により厚さ５０〜３００ｎｍ程度堆積し、更に、熱拡散やイオン注入によりリンのようなｎ型不純物を導入することが好ましい。
【０３０７】
その後、フォトリソグラフィー技術によって、所定のパターンにパターニングされたフォトレジストをマスクとして、異方性エッチングにより、転送電極を形成し、次に、ポリシリコン酸化或いはＣＶＤ法による酸化膜デポジションにより絶縁膜を形成することが好ましい。
【０３０８】
なお、反射防止膜として例えばシリコンナイトライド膜をデポジションし、所定のパターンにパターニングされたフォトレジストをマスクとして、異方性エッチングにより、形成することが好ましい。
【０３０９】
次に、遮光膜材料であるタングステン等を堆積し、フォトリソグラフィー技術によって遮光膜を形成し、次に、酸化シリコン膜である絶縁膜をＣＶＤ法により形成し、ＣＶＤ法により形成した前記絶縁膜の埋め込み形状は転送電極の間で下に凸の形状となることが好ましい。
【０３１０】
この後、前記絶縁膜上に前記第１の光学フィルタを形成する。前記第１の光学フィルタは無機の多層膜で形成されており低屈折材料と高屈折材料を交互に積層することで形成されることが好ましい。
【０３１１】
次に、フォトリソグラフィー技術によって、所定のパターンにパターニングされたフォトレジストをマスクとして前記第１の光学フィルタをエッチングし所定のパターンを形成することが好ましい。
【０３１２】
同様の方法で、前記第２の光学フィルタ、前記第３の光学フィルタを形成することが好ましい。
【０３１３】
次に、第１の平坦化膜を成膜することが好ましい。
【０３１４】
無機膜光学フィルタの最下層の前記膜Ｌｊと絶縁膜との屈折率の比率を８５％以上１１５％以下とし、また最上層の前記膜Ｌ0と第１の平坦化膜との屈折率の比率を８５％以上１１５％以下とすることで界面での反射屈折を防止し所望のカラーフィルタの透過率特性を安定して得ることができる。
【０３１５】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る光検出装置１は、被写体からの光のうち第１波長範囲の波長を有する第１波長光、第２波長範囲の波長を有する第２波長光、・・・および第ｎ波長範囲の波長を有する第ｎ波長光（ｎは整数）を透過させる光学フィルタ２と、前記第１波長光の第１波長光強度、前記第２波長光の第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光の第ｎ波長光強度の少なくとも一つを検出する光センサ３と、前記光センサ３により検出された前記第１波長光強度、前記第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光強度の少なくとも一つに基づいて、前記第１波長範囲、前記第２波長範囲、・・・および前記第ｎ波長範囲の少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定する解析部４とを備え、前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度と前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度との間には相関関係が有る。
【０３１６】
上記の構成によれば、互いに相関関係を有する第１波長光強度、第２波長光強度、・・・および第ｎ波長光強度の少なくとも一つに基づいて、前記第１波長範囲、前記第２波長範囲、・・・および前記第ｎ波長範囲の少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定するので、極低照度環境およびゼロルクス環境における被写体の色の再現やカラー撮影が可能になる。
【０３１７】
本発明の態様２に係る光検出装置１ａ・１ｈは、透過波長域が異なる複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄと、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄのそれぞれを透過した光を受光する複数の光センサ３ａ〜３ｄとを備え、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄのそれぞれには、可視光線および赤外線の波長領域において透過率が５０％以上の複数の積層部材Ｓ１〜Ｓ６が積層されており、前記複数の積層部材Ｓ１〜Ｓ６のそれぞれは、同一または異なる屈折率を有し、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄのそれぞれは、所定の波長範囲の光を反射することで他の波長範囲の光を透過し、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄは、空間またはスペーサ部材７を介して、平面に配置される。
【０３１８】
上記の構成によれば、複数の光学フィルタのうちの一つが透過した第１波長光の第１波長光強度と、複数の光学フィルタのうちの他の一つが透過した第２波長光の第２波長光強度とを検出することにより、第１波長範囲及び第２波長範囲以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定できるので、極低照度環境およびゼロルクス環境における被写体の色の再現やカラー撮影が可能になる。
【０３１９】
本発明の態様３に係る光検出装置１ａ・１ｈは、上記態様２において、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄに対して前記複数の光センサ３ａ〜３ｄの反対側に配置された複数のレンズをさらに備えてもよい。
【０３２０】
上記の構成によれば、被写体からの光線が複数のレンズにより集光されて複数の光学フィルタを透過し、複数の光センサに入射する。従って、複数のレンズによる集光効果により第１及び第２光センサの感度の向上を図ることができる。
【０３２１】
本発明の態様４に係る光検出装置１ａ・１ｈは、上記態様２において、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄと前記複数の光センサ３ａ〜３ｄとの間に配置された複数のレンズをさらに備えてもよい。
【０３２２】
上記の構成によれば、被写体からの光線が複数のレンズにより集光されて複数の光学フィルタを透過し、複数の光センサに入射する。従って、複数のレンズによる集光効果により複数の光センサの感度の向上を図ることができる。
【０３２３】
本発明の態様５に係る光検出装置１ａ・１ｈは、上記態様２において、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄに対して前記複数の光センサ３ａ〜３ｄの反対側に配置された複数の第１レンズと、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄと前記複数の光センサ３ａ〜３ｄとの間に配置された複数の第２レンズとをさらに備えてもよい。
【０３２４】
上記の構成によれば、被写体からの光線が複数の第１レンズにより集光されて複数の光学フィルタを透過し、複数の第２レンズによりさらに集光されて複数の光センサに入射する。従って、複数の第１及び第２レンズによる集光効果により複数の光センサの感度の向上を図ることができる。
【０３２５】
本発明の態様６に係る光検出装置１ａ・１ｈは、上記態様１において、前記被写体からの光は赤外線であり、前記解析部４は、前記光センサ３ａ〜３ｄにより検出された前記第１波長光強度、前記第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光強度の少なくとも一つに基づいて、前記赤外線を反射した被写体の可視光線下の色を推定してもよい。
【０３２６】
上記の構成によれば、被写体からの赤外線により被写体の可視光線下の色を推定するので、極低照度環境およびゼロルクス環境における被写体の色の再現やカラー撮影が可能になる。
【０３２７】
本発明の態様７に係る光検出装置１ａ・１ｈは、上記態様２において、前記複数の光センサ３ａ〜３ｄにより検出された第１波長光強度、第２波長光強度、・・・および第ｎ波長光強度の少なくとも一つに基づいて、前記赤外線を反射した被写体の可視光線下の色を推定する解析部４をさらに備えてもよい。
【０３２８】
上記の構成によれば、赤外線を反射した被写体の可視光線下の色を推定するので、極低照度環境およびゼロルクス環境における被写体の色の再現やカラー撮影が可能になる。
【０３２９】
本発明の態様８に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｅは、複数の複合光学フィルタ５ａを有する複合光学フィルタアレイ８ａと、複数の光センサ３ａ〜３ｄが配置された光センサアレイ６ａとを備え、前記複数の複合光学フィルタのそれぞれは、透過波長域の異なる複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄを有し、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄのそれぞれは、所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を透過させ、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄのそれぞれには、異なる屈折率を有する複数の積層部材Ｓ１〜Ｓ６が積層されており、前記複数の光センサ３ａ〜３ｄは、前記可視光線及び前記赤外線に感度を有し、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄのそれぞれは、周期性を有して平面状に配置され、前記複数の光センサ３ａ〜３ｄは、周期性を有して平面状に配置される。
【０３３０】
上記の構成によれば、複数の光学フィルタが透過した所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を光センサが検出するので、極低照度環境およびゼロルクス環境における被写体の色の再現やカラー撮影が可能になる。
【０３３１】
本発明の態様９に係る固体撮像装置１ｃ・１ｅは、上記態様８において、前記複合光学フィルタアレイ８ａに対して前記光センサアレイ６ａの反対側に配置されて複数のレンズを有するレンズアレイ９ａをさらに備え、前記複数のレンズは、周期性を有して平面状に配置されてもよい。
【０３３２】
上記の構成によれば、被写体からの光線がレンズアレイにより集光されて光学フィルタを透過し、光センサに入射する。従って、レンズアレイによる集光効果により光センサの感度の向上を図ることができる。
【０３３３】
本発明の態様１０に係る固体撮像装置１ｄ・１ｅは、上記態様８において、前記複合光学フィルタアレイ８ａと前記光センサアレイ６ａとの間に配置されて複数のレンズを有するレンズアレイ９ａ・９ｂをさらに備え、前記複数のレンズは、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄと対応するように周期性を有して平面状に配置されてもよい。
【０３３４】
上記の構成によれば、被写体からの光線がレンズアレイにより集光されて光学フィルタを透過し、光センサに入射する。従って、レンズアレイによる集光効果により光センサの感度の向上を図ることができる。
【０３３５】
本発明の態様１１に係る固体撮像装置１ｅは、上記態様８において、前記複合光学フィルタアレイ８ａに対して前記光センサアレイ６ａの反対側に配置されて複数の第１レンズを有する第１レンズアレイ９ａと、前記複合光学フィルタアレイ８ａと前記光センサアレイ６ａとの間に配置されて複数の第２レンズを有する第２レンズアレイ９ｂとをさらに備え、前記複数の第１レンズ及び前記複数の第２レンズは、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄと対応するように周期性を有して平面状に配置されてもよい。
【０３３６】
上記の構成によれば、被写体からの光線が第１レンズにより集光されて光学フィルタを透過し、第２レンズによりさらに集光されて光センサに入射する。従って、第１〜第２レンズによる集光効果により光センサの感度の向上を図ることができる。
【０３３７】
本発明の態様１２に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｅは、上記態様８において、前記光学フィルタ２ａ〜２ｄは、前記所定の波長の可視光線以外の可視光線、及び、前記所定の波長の赤外線以外の赤外線を吸収することにより、前記所定の波長の可視光線及び前記所定の波長の赤外線を透過させてもよい。
【０３３８】
上記の構成によれば、簡単な構成で前記所定の波長の可視光線及び前記所定の波長の赤外線を透過させることができる。
【０３３９】
本発明の態様１３に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｅは、上記態様８において、前記光学フィルタ２ａ〜２ｄは、前記所定の波長の可視光線以外の可視光線、及び、前記所定の波長の赤外線以外の赤外線を反射することにより、前記所定の波長の可視光線及び前記所定の波長の赤外線を透過させてもよい。
【０３４０】
上記の構成によれば、簡単な構成で前記所定の波長の可視光線及び前記所定の波長の赤外線を透過させることができる。
【０３４１】
本発明の態様１４に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｅは、上記態様８において、前記積層部材Ｓ１〜Ｓ６は、有機材料と無機材料との少なくとも一つを含んでもよい。
【０３４２】
本発明の態様１５に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｅは、上記態様８において、前記積層部材Ｓ１〜Ｓ６は、誘電体であってもよい。
【０３４３】
本発明の態様１６に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｅは、上記態様８において、前記光学フィルタ２ａ〜２ｄの形状は、板状、凹状、器状、または、皿状であってもよい。
【０３４４】
本発明の態様１７に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｅは、上記態様８において、前記複数の積層部材Ｓ１〜Ｓ６の形状は、板状、凹状、器状、または、皿状であってもよい。
【０３４５】
本発明の態様１８に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｅは、上記態様８において、前記光学フィルタ２ａ〜２ｄの形状は、立方体、直方体、角柱、角錐、角錐台、円柱、円錐、円錐台、楕円柱、楕円錐、楕円錐台、鼓型または樽型であってもよい。
【０３４６】
本発明の態様１９に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｅは、上記態様８において、幅を、前記光学フィルタ２ａ〜２ｄが配置された前記平面に沿った前記光学フィルタ２ａ〜２ｄのサイズとし、奥行を、前記平面に沿った前記サイズに垂直な前記平面に沿った前記光学フィルタ２ａ〜２ｄのサイズとし、高さを、前記平面に垂直な前記光学フィルタ２ａ〜２ｄのサイズとしたときに、前記光学フィルタ２ａ〜２ｄは、前記幅、前記奥行および前記高さが等しいまたは近似したサイズであってもよい。
【０３４７】
本発明の態様２０に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｅは、上記態様８において、幅を、前記光学フィルタ２ａ〜２ｄが配置された前記平面に沿った前記光学フィルタ２ａ〜２ｄのサイズとし、奥行を、前記平面に沿った前記サイズに垂直な前記平面に沿った前記光学フィルタ２ａ〜２ｄのサイズとし、高さを、前記平面に垂直な前記光学フィルタのサイズとしたときに、前記光学フィルタ２ａ〜２ｄは、幅１０マイクロメートル以下および奥行１０マイクロメートル以下のサイズで、更に、高さ１マイクロメートル以下のサイズの、異なる屈折率を有する複数の積層部材Ｓ１〜Ｓ６が積層されて成ってもよい。
【０３４８】
本発明の態様２１に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｅは、上記態様８において、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄの間に空間ＳＰが形成されていてもよい。
【０３４９】
本発明の態様２２に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｅは、上記態様８において、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄの間にスペーサ部材７が形成されていてもよい。
【０３５０】
本発明の態様２３に係る固体撮像装置１ｆ・１ｇは、第１複合光学フィルタアレイ（複合光学フィルタアレイ８ａ）と、光センサアレイ６ａと、前記第１複合光学フィルタアレイ（複合光学フィルタアレイ８ａ）と前記光センサアレイ６ａとの間、又は、前記第１複合光学フィルタアレイ（複合光学フィルタアレイ８ａ）の前記光センサアレイ６ａと反対側に配置された第２複合光学フィルタアレイ（有機フィルタアレイ１０ａ）とを備えた固体撮像装置１ｆ・１ｇであって、前記第１複合光学フィルタアレイ（複合光学フィルタアレイ８ａ）は、複数の第１複合光学フィルタ（複合光学フィルタ５ａ）を有し、前記複数の第１複合光学フィルタ（複合光学フィルタ５ａ）のそれぞれは、透過波長域の異なる複数の光学フィルタ（光学フィルタ２ａ〜２ｄ）を有し、前記第２複合光学フィルタアレイ（有機フィルタアレイ１０ａ）は、複数の第２複合光学フィルタ（複合有機フィルタ５ｈ）を有し、前記複数の第２複合光学フィルタ（複合有機フィルタ５ｈ）のそれぞれは、透過波長域の異なる複数の光学フィルタ（光学フィルタ２ｓ・２ｔ・２ｕ・２ｖ）を有し、前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタ（光学フィルタ２ａ〜２ｄ）のそれぞれは、無機または有機材料からなり、前記複数の第２複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタ（光学フィルタ２ｓ・２ｔ・２ｕ・２ｖ）のそれぞれは、有機または無機材料からなり、前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタ（光学フィルタ２ａ〜２ｄ）のそれぞれは、周期性を有して平面状に配置され、前記複数の第２複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタ（光学フィルタ２ｓ・２ｔ・２ｕ・２ｖ）のそれぞれは、前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタ（光学フィルタ２ａ〜２ｄ）と対応するように周期性を有して平面状に配置され、前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタ（光学フィルタ２ａ〜２ｄ）のうちの一つと、前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタ（光学フィルタ２ａ〜２ｄ）のうちの前記一つに対応する前記複数の第２複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタ（光学フィルタ２ｓ・２ｔ・２ｕ・２ｖ）のうちの一つとを組み合わせることにより、所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を透過させ、前記光センサアレイ６ａは、前記可視光線及び前記赤外線に感度を有する複数の光センサ３ａ〜３ｄを有し、前記複数の光センサ３ａ〜３ｄのそれぞれは、前記複数の第１光学フィルタ（光学フィルタ２ａ〜２ｄ）と対応するように周期性を有して平面状に配置される。
【０３５１】
上記構成により、前記複数の第１光学フィルタのうちの一つと、前記複数の第１光学フィルタのうちの前記一つに対応する前記複数の第２光学フィルタのうちの一つとを組み合わせることにより、所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を透過させ、光センサが、前記可視光線及び前記赤外線を検出することができるので、極低照度環境およびゼロルクス環境における被写体の色の再現やカラー撮影が可能になる。
【０３５２】
本発明の態様２４に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｅ、１ｆ・１ｇは、上記態様１４または２３において、前記無機材料は、酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸化チタンを含んでもよい。
【０３５３】
本発明の態様２５に係る固体撮像装置１ｆ・１ｇは、上記態様２３において、前記複数の第１及び第２光学フィルタ（光学フィルタ２ａ〜２ｄ、光学フィルタ２ｓ・２ｔ・２ｕ・２ｖ）のそれぞれには、異なる屈折率を有する複数の積層部材Ｓ１〜Ｓ６が積層されていてもよい。
【０３５４】
本発明の態様２６に係る固体撮像装置１ｆ・１ｇは、上記態様２３において、前記複数の第１及び第２光学フィルタ（光学フィルタ２ａ〜２ｄ、光学フィルタ２ｓ・２ｔ・２ｕ・２ｖ）のそれぞれは、複数の高屈折層（高屈折材料Ｈ１〜Ｈｊ）を含み、前記高屈折層（高屈折材料Ｈ１〜Ｈｊ）は、前記複数の第１及び第２光学フィルタ（光学フィルタ２ａ〜２ｄ、光学フィルタ２ｓ・２ｔ・２ｕ・２ｖ）のそれぞれに形成される複数の積層部材のうち、前記可視光線および前記赤外線の波長領域において最も屈折率の高い積層部材から成る層であって、前記複数の高屈折層（高屈折材料Ｈ１〜Ｈｊ）のそれぞれは、屈折率が異なってもよい。
【０３５５】
本発明の態様２７に係る固体撮像装置１ｆ・１ｇは、上記態様２３において、前記複数の第１及び第２光学フィルタ（光学フィルタ２ａ〜２ｄ、光学フィルタ２ｓ・２ｔ・２ｕ・２ｖ）のそれぞれは、複数の低屈折層（Ｌ０〜Ｌｊ）を含み、前記低屈折層（低屈折材料Ｌ０〜Ｌｊ）は、前記複数の第１及び第２光学フィルタ（光学フィルタ２ａ〜２ｄ、光学フィルタ２ｓ・２ｔ・２ｕ・２ｖ）のそれぞれに形成される複数の積層部材のうち、前記可視光線および前記赤外線の波長領域において最も屈折率の低い積層部材から成る層であって、前記複数の低屈折層（低屈折材料Ｌ０〜Ｌｊ）のそれぞれは、屈折率が異なってもよい。
【０３５６】
本発明の態様２８に係る固体撮像装置１ｆ・１ｇは、上記態様２３において、前記複数の第１及び第２光学フィルタ（光学フィルタ２ａ〜２ｄ、光学フィルタ２ｓ・２ｔ・２ｕ・２ｖ）のそれぞれは、最下層（低屈折材料Ｌｊ）、最上層（低屈折材料Ｌ0）、前記最下層に隣接する層（絶縁膜１６）および前記最上層に隣接する層（スペーサ膜２１）を含み、前記最下層（低屈折材料Ｌｊ）の屈折率と前記最下層に隣接する層（絶縁膜１６）の屈折率との比率が８５％以上１１５％以下であり、前記最上層（低屈折材料Ｌ0）の屈折率と前記最上層に隣接する層（スペーサ膜２１）の屈折率との比率が８５％以上１１５％以下であってもよい。
【０３５７】
本発明の態様２９に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、複数の複合光学フィルタ５ａを有する複合光学フィルタアレイ８ａと、複合光センサが配置された光センサアレイ６ａとを備え、前記複数の複合光学フィルタ５ａのそれぞれが、第１波長範囲グループの光を透過させる第１光学フィルタ１８、第２波長範囲グループの光を透過させる第２光学フィルタ１９、・・・および第ｎ波長範囲グループの光を透過させる第ｎ光学フィルタを有しており（ｎは整数）、第ｋ波長範囲グループ（ｋは１≦ｋ≦ｎを満足する整数）は、それぞれ、第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲を含み（ｍは整数）、前記第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲のそれぞれの光強度の間には相関関係が有り、前記複合光センサは、第１光センサ３ａ、第２光センサ３ｂ、・・・および第ｎ光センサを有し、第ｋ光センサは、前記第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲のそれぞれの光強度のうちの少なくとも一つを検出し、前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度から、前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定する解析部４をさらに備え、前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度と前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度との間には相関関係が有る。
【０３５８】
上記構成により、前記複数の光センサのうちの一つにより検出された前記第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲のそれぞれの光強度のうちの少なくとも一つに基づいて、前記第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲のそれぞれの光強度のうちの少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定するので、極低照度環境およびゼロルクス環境における被写体の色の再現やカラー撮影が可能になる。
【０３５９】
本発明の態様３０に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様２９において、前記第１〜第ｎ光学フィルタのうちの一つは、赤色光波長領域を有する赤色光、及び、前記赤色光波長領域に最も近い波長領域を有する赤外線を透過してもよい。
【０３６０】
本発明の態様３１に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様８〜３０のいずれか一態様において、前記ｎ＝３であり、前記第（１，１）波長範囲が赤色波長領域であり、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域であり、前記第（２，１）波長範囲が青色波長領域であり、前記第（２，２）波長範囲が第２赤外波長領域であり、前記第（３，１）波長範囲が緑色波長領域であり、前記第（３，２）波長範囲が第３赤外波長領域であり、前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置してもよい。
【０３６１】
本発明の態様３２に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様８〜３０のいずれか一態様において、前記ｎ＝３であり、前記第（１，１）波長範囲が青色波長領域と赤色波長領域とを含み、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域と第２赤外波長領域とを含み、前記第（２，１）波長範囲が緑色波長領域と青色波長領域とを含み、前記第（２，２）波長範囲が第２赤外波長領域と第３赤外波長領域とを含み、前記第（３，１）波長範囲が赤色波長領域と緑色波長領域とを含み、前記第（３，２）波長範囲が第１赤外波長領域と第３赤外波長領域とを含み、前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置してもよい。
【０３６２】
本発明の態様３３に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様８〜３０のいずれか一態様において、前記ｎ＝３であり、前記第（１，１）波長範囲が赤色波長領域と緑色波長領域と青色波長領域とを含み、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域と第２赤外波長領域と第３赤外波長領域とを含み、前記第（２，１）波長範囲が赤色波長領域を含み、前記第（２，２）波長範囲が前記第１赤外波長領域を含み、前記第（３，１）波長範囲が緑色波長領域を含み、前記第（３，２）波長範囲が第３赤外波長領域を含み、前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置してもよい。
【０３６３】
本発明の態様３４に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様８〜３０のいずれか一態様において、前記ｎ＝３であり、前記第（１，１）波長範囲が赤色波長領域と緑色波長領域と青色波長領域とを含み、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域と第２赤外波長領域と第３赤外波長領域とを含み、前記第（２，１）波長範囲が緑色波長領域を含み、前記第（２，２）波長範囲が前記第３赤外波長領域を含み、前記第（３，１）波長範囲が青色波長領域を含み、前記第（３，２）波長範囲が第２赤外波長領域を含み、前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置してもよい。
【０３６４】
本発明の態様３５に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様８〜３０のいずれか一態様において、前記ｎ＝３であり、前記第（１，１）波長範囲が赤色波長領域と緑色波長領域と青色波長領域とを含み、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域と第２赤外波長領域と第３赤外波長領域とを含み、前記第（２，１）波長範囲が青色波長領域を含み、前記第（２，２）波長範囲が前記第２赤外波長領域を含み、前記第（３，１）波長範囲が赤色波長領域を含み、前記第（３，２）波長範囲が第１赤外波長領域を含み、前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置してもよい。
【０３６５】
本発明の態様３６に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様８〜３０のいずれか一態様において、前記ｎ＝３であり、前記第（１，１）波長範囲が赤色波長領域と緑色波長領域と青色波長領域とを含み、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域と第２赤外波長領域と第３赤外波長領域とを含み、前記第（２，１）波長範囲が緑色波長領域と青色波長領域とを含み、前記第（２，２）波長範囲が前記第３赤外波長領域と前記第２赤外波長領域とを含み、前記第（３，１）波長範囲が青色波長領域と赤色波長領域とを含み、前記第（３，２）波長範囲が第２赤外波長領域と第１赤外波長領域とを含み、前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置してもよい。
【０３６６】
本発明の態様３７に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様８〜３０のいずれか一態様において、前記ｎ＝３であり、前記第（１，１）波長範囲が赤色波長領域と緑色波長領域と青色波長領域とを含み、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域と第２赤外波長領域と第３赤外波長領域とを含み、前記第（２，１）波長範囲が青色波長領域と赤色波長領域とを含み、前記第（２，２）波長範囲が前記第２赤外波長領域と前記第１赤外波長領域とを含み、前記第（３，１）波長範囲が赤色波長領域と緑色波長領域とを含み、前記第（３，２）波長範囲が第１赤外波長領域と第３赤外波長領域とを含み、前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置してもよい。
【０３６７】
本発明の態様３８に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様８〜３０のいずれか一態様において、前記ｎ＝３であり、前記第（１，１）波長範囲が赤色波長領域と緑色波長領域と青色波長領域とを含み、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域と第２赤外波長領域と第３赤外波長領域とを含み、前記第（２，１）波長範囲が赤色波長領域と緑色波長領域とを含み、前記第（２，２）波長範囲が前記第１赤外波長領域と前記第３赤外波長領域とを含み、前記第（３，１）波長範囲が緑色波長領域と青色波長領域とを含み、前記第（３，２）波長範囲が第３赤外波長領域と第２赤外波長領域とを含み、前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置してもよい。
【０３６８】
本発明の態様３９に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様３３から３８のいずれか一態様において、前記第１光学フィルタ１８には、空間、若しくは、可視光線および赤外線の波長領域において５０％以上の透過率を有する積層部材が積層されていてもよい。
【０３６９】
本発明の態様４０に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様３３において、前記解析部４は、前記第１光学フィルタ１８を透過した光の強度と、前記第２光学フィルタ１９を透過した光の強度と、前記第３光学フィルタ２０を透過した光の強度とに基づいて、前記青色波長領域の波長及び前記第２赤外波長領域の波長を有する被写体からの光の強度を計算してもよい。
【０３７０】
本発明の態様４１に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様３４において、前記解析部４は、前記第１光学フィルタ１８を透過した光の強度と、前記第２光学フィルタ１９を透過した光の強度と、前記第３光学フィルタ２０を透過した光の強度とに基づいて、前記赤色波長領域の波長及び前記第１赤外波長領域の波長を有する被写体からの光の強度を計算してもよい。
【０３７１】
本発明の態様４２に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様３５において、前記解析部４は、前記第１光学フィルタ１８を透過した光の強度と、前記第２光学フィルタ１９を透過した光の強度と、前記第３光学フィルタ２０を透過した光の強度とに基づいて、前記緑色波長領域の波長及び前記第３赤外波長領域の波長を有する被写体からの光の強度を計算してもよい。
【０３７２】
本発明の態様４３に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様３６において、前記解析部４は、前記第１光学フィルタ１８を透過した光の強度と、前記第２光学フィルタ１９を透過した光の強度と、前記第３光学フィルタ２０を透過した光の強度とに基づいて、前記赤色波長領域の波長、前記緑色波長領域の波長、前記第１赤外波長領域の波長、及び、前記第３赤外波長領域の波長を有する被写体からの光の強度を計算してもよい。
【０３７３】
本発明の態様４４に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様３７において、前記解析部４は、前記第１光学フィルタ１８を透過した光の強度と、前記第２光学フィルタ１９を透過した光の強度と、前記第３光学フィルタ２０を透過した光の強度とに基づいて、前記青色波長領域の波長、前記緑色波長領域の波長、前記第３赤外波長領域の波長、及び、前記第２赤外波長領域の波長を有する被写体からの光の強度を計算してもよい。
【０３７４】
本発明の態様４５に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様３８において、前記解析部４は、前記第１光学フィルタ１８を透過した光の強度と、前記第２光学フィルタ１９を透過した光の強度と、前記第３光学フィルタ２０を透過した光の強度とに基づいて、前記青色波長領域の波長、前記赤色波長領域の波長、前記第２赤外波長領域の波長、及び、前記第１赤外波長領域の波長を有する被写体からの光の強度を計算してもよい。
【０３７５】
本発明の態様４６に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様８、２３、及び２９のいずれか一態様において、マトリックス計算を用いた色変換を行う変換部をさらに備えてもよい。
【０３７６】
本発明の態様４７に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様２６において、青色波長領域の波長を有する光を透過させる前記高屈折層の屈折率は、緑色波長領域の波長を有する光を透過させる前記高屈折層の屈折率、及び、赤色波長領域の波長を有する光を透過させる前記高屈折層の屈折率よりも低くてもよい。
【０３７７】
本発明の態様４８に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様８、２９のいずれか一態様において、前記複数の複合光学フィルタのそれぞれは、異なる厚さの複数の積層部材が積層されて成ってもよい。
【０３７８】
本発明の態様４９に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様８、２３、２９のいずれか一態様において、前記光学フィルタ２ａ〜２ｄ、前記第１〜第ｎ光学フィルタのいずれかは、屈折率および厚さがそれぞれ（ｎ１、ｄ１）、（ｎ２、ｄ２）・・・および（ｎｉ、ｄｉ）である複数の積層部材を備え、前記（ｎ１、ｄ１）、前記（ｎ２、ｄ２）・・・および前記（ｎｉ、ｄｉ）のそれぞれの値を適宜設定することにより（ｉは整数）、所定の波長領域の可視光線および所定の波長領域の赤外線をそれぞれ透過してもよい。
【０３７９】
本発明の態様５０に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様８、２３、２９のいずれか一態様において、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄ、または、前記第１〜第ｎ光学フィルタは、屈折率および厚さがそれぞれ（ｎ１１，ｄ１１）、（ｎ１２，ｄ１２）・・・および（ｎ１ｉ，ｄ１ｉ）、（ｎ２１，ｄ２１）、（ｎ２２，ｄ２２）・・・および（ｎ２ｉ，ｄ２ｉ）、・・・、並びに、（ｎｐ１，ｄｐ１）、（ｎｐ２，ｄｐ２）・・・および（ｎｐｉ，ｄｐｉ）である複数の積層部材を備え、前記（ｎ１１，ｄ１１）、前記（ｎ１２，ｄ１２）・・・および前記（ｎ１ｉ，ｄ１ｉ）、前記（ｎ２１，ｄ２１）、前記（ｎ２２，ｄ２２）・・・および前記（ｎ２ｉ，ｄ２ｉ）、・・・、並びに、前記（ｎｐ１，ｄｐ１）、前記（ｎｐ２，ｄｐ２）・・・および前記（ｎｐｉ，ｄｐｉ）のそれぞれの値を適宜設定することにより（ｐは１≦ｐ≦ｎを満足する整数）、所定の波長領域の可視光線および所定の波長領域の赤外線をそれぞれ透過してもよい。
【０３８０】
本発明の態様５１に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様８、２３、２９のいずれか一態様において、被写体に電磁波を照射する電磁波照射部をさらに備えてもよい。
【０３８１】
本発明の態様５２に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様８、２３、２９のいずれか一態様において、被写体に赤外線を照射する赤外線照射部をさらに備えてもよい。
【０３８２】
本発明の態様５３に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様８、２３、２９のいずれか一態様において、被写体に可視光線を照射する可視光線照射部をさらに備えてもよい。
【０３８３】
本発明の態様５４に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様８、２３、２９のいずれか一態様において、被写体に可視光線を照射する可視光線照射部と、前記被写体に赤外線を照射する赤外線照射部とをさらに備えてもよい。
【０３８４】
本発明の態様５５に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様５１または５３において、前記赤外線が近赤外線であってもよい。
【０３８５】
本発明の態様５６に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｅは、上記態様２２において、前記スペーサ部材７が、有機材料または無機材料を含んでもよい。
【０３８６】
本発明の態様５７に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｅは、上記態様２２において、前記スペーサ部材７の寸法が、１０マイクロメーター以下であってもよい。
【０３８７】
本発明の態様５８に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｅは、上記態様２２において、前記光学フィルタ２ａ〜２ｄに対する光の透過方向に垂直な平面に沿った前記スペーサ部材７に対する前記光学フィルタ２ａ〜２ｄの寸法比が、０．５以上であってもよい。
【０３８８】
本発明の態様５９に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様８、２３、２９のいずれか一態様において、前記光学フィルタ２ａ〜２ｄ、又は、前記第１〜第ｎ光学フィルタに対する光の透過方向に垂直な平面に沿った前記光学フィルタ２ａ〜２ｄ、又は、前記第１〜第ｎ光学フィルタの寸法に対する、前記平面に垂直な方向に沿った前記光学フィルタ２ａ〜２ｄ、又は、前記第１〜第ｎ光学フィルタの寸法の比率が０．５以上であってもよい。
【０３８９】
本発明の態様６０に係る固体撮像装置１ｃ・１ｅは、上記態様９において、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄのそれぞれが周期性を有して平面状に配置される周期と、前記複数の光センサ３ａ〜３ｄが周期性を有して平面状に配置される周期と、前記複数のレンズが周期性を有して平面状に配置される周期とが異なってもよい。
【０３９０】
本発明の態様６１に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、複数の複合光学フィルタ５ａを有する複合光学フィルタアレイ８ａと、複数の光センサ３ａ〜３ｄが配置された光センサアレイ６ａとを備え、前記複数の複合光学フィルタ５ａのそれぞれは、透過波長域の異なる複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄを有し、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄのそれぞれは、所定の波長の紫外線、所定の波長の可視光線、及び所定の波長の赤外線を透過させ、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄのそれぞれには、異なる屈折率を有する複数の積層部材Ｓ１〜Ｓｉが積層されており、前記複数の光センサ３ａ〜３ｄは、前記紫外線、前記可視光線、及び前記赤外線に感度を有し、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄのそれぞれは、周期性を有して平面状に配置され、前記複数の光センサ３ａ〜３ｄは、周期性を有して平面状に配置される。
【０３９１】
本発明の態様６２に係る固体撮像装置の製造方法は、半導体基板１１に第１光センサ及び第２光センサ（光電変換部１２）を形成し、前記第１光センサ及び第２光センサ（光電変換部１２）を覆うように前記半導体基板１１の上に絶縁膜１６を形成し、前記第１光センサに対応する第１光学フィルタ１８を前記絶縁膜１６の上に形成し、前記第２光センサに対応する第２光学フィルタ１９を前記絶縁膜１６の上に形成し、前記第１及び第２光学フィルタ１８・１９は、透過波長域が異なっており、所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を透過させ、前記第１及び第２光学フィルタ１８・１９のそれぞれには、異なる屈折率を有する複数の積層部材Ｓ１〜Ｓｉが積層されており、前記第１及び第２光センサ（光電変換部１２）は、前記可視光線及び前記赤外線に感度を有する。
【０３９２】
本発明の態様６３に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様のいずれか一態様において、被写体に紫外波長領域、マゼンダ波長領域、青色波長領域、シアン波長領域、緑色波長領域、黄色波長領域、橙色波長領域、赤色波長領域、第１赤外波長領域、第２赤外波長領域、第３赤外波長領域・・・、第ｎ赤外波長領域のいずれか一つまたは複数の光などを照射する照射部をさらに備えてもよい。
【０３９３】
本発明の態様６４に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、天井、壁、電柱などに設置可能であり、車両、船舶、ウェアラブルなどに搭載することが出来る。
【０３９４】
本発明の態様６５に係る光検出装置１ａ・１ｈは、上記態様２において、各光学フィルタ２ａ〜２ｄに積層された複数の積層部材のうちの少なくとも一つが、他の積層部材の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折層（高屈折材料Ｈ１〜Ｈｊ）であり、前記複数の光学フィルタのうちの少なくとも一つの高屈折層が、他の光学フィルタの高屈折層と屈折率が異なっていてもよい。
【０３９５】
本発明の態様６６に係る光検出装置１ａ・１ｈは、上記態様６５において、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄのうちの少なくとも前記一つは、前記可視光線および前記赤外線の波長領域において他の光学フィルタが透過する光の波長よりも短い波長の光を透過し、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄのうちの少なくとも前記一つの高屈折層の屈折率が、他の光学フィルタの高屈折層の屈折率よりも小さくてもよい。
【０３９６】
本発明の態様６７に係る光検出装置１ａ・１ｈは、上記態様２において、前記複数の積層部材のうちの一つが前記光センサ３ａ〜３ｄに最も近い最下層（低屈折材料Ｌｊ）であり、前記複数の積層部材のうちの他の一つが前記光センサ３ａ〜３ｄに最も遠い最上層（低屈折材料Ｌ０）であり、前記最下層（低屈折材料Ｌｊ）の屈折率と前記最下層に隣接する層（絶縁膜１６）の屈折率との比率が８５％以上１１５％以下であり、前記最上層（低屈折材料Ｌ０）の屈折率と前記最上層に隣接する層（スペーサ膜２１）の屈折率との比率が８５％以上１１５％以下であってもよい。
【０３９７】
本発明の態様６８に係る固体撮像装置１ｃは、上記態様８において、前記複合光学フィルタアレイ８ａに対して前記光センサアレイ６ａの反対側に配置されて複数のレンズを有するレンズアレイ９ａをさらに備え、前記複数のレンズは、周期性を有して平面状に配置されてもよい。
【０３９８】
本発明の態様６９に係る固体撮像装置１ｆ・１ｇは、上記態様２３において、前記第１複合光学フィルタを構成する各光学フィルタ２ａ〜２ｄに積層された複数の積層部材のうちの少なくとも一つが、他の積層部材の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折層（高屈折材料Ｈ１〜Ｈｊ）であり、前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのうちの少なくとも一つの高屈折層が、他の光学フィルタの高屈折層と屈折率が異なっていてもよい。
【０３９９】
本発明の態様７０に係る固体撮像装置１ｆ・１ｇは、上記態様６９において、前記第１複合光学フィルタを構成する前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄのうちの少なくとも前記一つは、前記可視光線および前記赤外線の波長領域において他の光学フィルタが透過する光の波長よりも短い波長の光を透過し、前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄのうちの少なくとも前記一つの高屈折層の屈折率が、他の光学フィルタの高屈折層の屈折率よりも小さくてもよい。
【０４００】
本発明の態様７１に係る固体撮像装置１ｆ・１ｇは、上記態様２３において、前記第１複合光学フィルタを構成する前記複数の光学フィルタ２ａ〜２ｄの複数の積層部材のうちの一つが前記光センサ３ａ〜３ｄに最も近い最下層（低屈折材料Ｌｊ）であり、前記複数の積層部材のうちの他の一つが前記光センサ３ａ〜３ｄに最も遠い最上層（低屈折材料Ｌ０）であり、前記最下層（低屈折材料Ｌｊ）の屈折率と前記最下層に隣接する層（絶縁膜１６）の屈折率との比率が８５％以上１１５％以下であり、前記最上層（低屈折材料Ｌ０）の屈折率と前記最上層に隣接する層（スペーサ膜２１）の屈折率との比率が８５％以上１１５％以下であってもよい。
【０４０１】
本発明の態様７２に係る固体撮像装置１ｆ・１ｇは、上記態様２３において、前記第１複合光学フィルタアレイ（複合光学フィルタアレイ８ａ）に対して前記光センサアレイ６ａの反対側に配置されて複数のレンズを有するレンズアレイをさらに備え、前記複数のレンズは、周期性を有して平面状に配置されてもよい。
【０４０２】
本発明の態様７３に係る固体撮像装置１ｂ〜１ｇは、上記態様３０において、前記ｎ＝３であり、前記第（１，１）波長範囲が赤色波長領域であり、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域であり、前記第（２，１）波長範囲が青色波長領域であり、前記第（２，２）波長範囲が第２赤外波長領域であり、前記第（３，１）波長範囲が緑色波長領域であり、前記第（３，２）波長範囲が第３赤外波長領域であり、前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置してもよい。
【０４０３】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０４０４】
本発明は、通常照度環境、低照度環境、極低照度環境およびゼロルクス環境における被写体を対象とする光検出装置および固体撮像装置並びにそれらの製造方法に利用することができる。
【符号の説明】
【０４０５】
１  光検出装置
１ａ、１ｈ  光検出装置
１ｂ〜１ｇ  固体撮像装置
２  光学フィルタ 
２ａ〜２ｖ  光学フィルタ（第１光学フィルタ、第２光学フィルタ）
３  光センサ
３ａ〜３ｄ  光センサ
４  解析部
５ａ〜５ｇ  複合光学フィルタ
６、６ａ  光センサアレイ
７  スペーサ部材
７ａ〜７ｆ  スペーサ部材
８ａ  複合光学フィルタアレイ（第１複合光学フィルタアレイ）
９ａ、９ｂ  レンズアレイ
１０ａ  有機フィルタアレイ（第２複合光学フィルタアレイ）
１１  半導体基板
１２  光電変換部（第１光センサ、第２光センサ）
１３  電荷転送部
１４  転送電極
１５  遮光膜
１６  絶縁膜（最下層に隣接する層）
１７  無機膜光学フィルタ
１８、１８ａ  第１光学フィルタ
１９、１９ａ  第２光学フィルタ
２０、２０ａ  第３光学フィルタ
２１  スペーサ膜（最上層に隣接する層）
２２  集光レンズ
２３  有機膜光学フィルタ
２４  有機膜光学フィルタ
２５  有機膜光学フィルタ
２６  第２平坦化膜
２７  集光レンズ
Ｓ１〜Ｓ６  積層部材
ＳＰ  空間
Ｌ１〜Ｌ４  光線
Ｔ  情報
Ｗ  波形
Ｗ１〜Ｗ５  波形
Ｈ１〜Ｈｊ  高屈折材料（高屈折層）
Ｌ０〜Ｌｊ  低屈折材料（低屈折層、最下層、最上層）
【図１】
2015159651.tif 000003
【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】
2015159651.tif 000010
【図９】
2015159651.tif 000011
【図１０】
2015159651.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2015159651.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2015159651.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2015159651.tif 000020
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年9月27日(2016.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光のうち第１波長範囲の波長を有する第１波長光、第２波長範囲の波長を有する第２波長光、・・・および第ｎ波長範囲の波長を有する第ｎ波長光（ｎは整数）を透過させる複数の光学フィルタと、
前記第１波長光の第１波長光強度、前記第２波長光の第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光の第ｎ波長光強度の少なくとも一つを検出する光センサと、
前記光センサにより検出された前記第１波長光強度、前記第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光強度の少なくとも一つに基づいて、前記第１波長範囲、前記第２波長範囲、・・・および前記第ｎ波長範囲の少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定する解析部と、
前記複数の光学フィルタの間に形成されるスペーサ部材とを備え、
前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度と前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度との間には相関関係が有ることを特徴とする光検出装置。
【請求項２】
透過波長域が異なる複数の光学フィルタと、
前記複数の光学フィルタのそれぞれを透過した光を受光する複数の光センサとを備え、
前記複数の光学フィルタのそれぞれは、可視光線および赤外線の波長領域において透過率が５０％以上の複数の積層部材が積層されて成り、
前記複数の積層部材のそれぞれは、同一または異なる屈折率を有し、
前記複数の光学フィルタのそれぞれは、所定の波長範囲の光を反射することで他の波長範囲の光を透過し、
前記複数の光学フィルタは、空間またはスペーサ部材を介して、平面に配置されることを特徴とする光検出装置。
【請求項３】
各光学フィルタに積層された複数の積層部材のうちの少なくとも一つが、他の積層部材の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折層であり、
前記複数の光学フィルタのうちの少なくとも一つの高屈折層が、他の光学フィルタの高屈折層と屈折率が異なる請求項２に記載の光検出装置。
【請求項４】
前記複数の光学フィルタのうちの少なくとも前記一つは、前記可視光線および前記赤外線の波長領域において他の光学フィルタが透過する光の波長よりも短い波長の光を透過し、
前記複数の光学フィルタのうちの少なくとも前記一つの高屈折層の屈折率が、他の光学フィルタの高屈折層の屈折率よりも小さい請求項３に記載の光検出装置。
【請求項５】
前記複数の積層部材のうちの一つが前記光センサに最も近い最下層であり、前記複数の積層部材のうちの他の一つが前記光センサに最も遠い最上層であり、
前記最下層の屈折率と前記最下層に隣接する層の屈折率との比率が８５％以上１１５％以下であり、前記最上層の屈折率と前記最上層に隣接する層の屈折率との比率が８５％以上１１５％以下である請求項２に記載の光検出装置。
【請求項６】
前記複数の光学フィルタに対して前記複数の光センサの反対側に配置された複数のレンズをさらに備える請求項２に記載の光検出装置。
【請求項７】
被写体からの光のうち第１波長範囲の波長を有する第１波長光、第２波長範囲の波長を有する第２波長光、・・・および第ｎ波長範囲の波長を有する第ｎ波長光（ｎは整数）を透過させる光学フィルタと、
前記第１波長光の第１波長光強度、前記第２波長光の第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光の第ｎ波長光強度の少なくとも一つを検出する光センサと、
前記光センサにより検出された前記第１波長光強度、前記第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光強度の少なくとも一つに基づいて、前記第１波長範囲、前記第２波長範囲、・・・および前記第ｎ波長範囲の少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定する解析部とを備え、
前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度と前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度との間には相関関係が有り、
前記被写体からの光は赤外線であり、
前記解析部は、前記光センサにより検出された前記第１波長光強度、前記第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光強度の少なくとも一つに基づいて、前記赤外線を反射した被写体の可視光線下の色を推定することを特徴とする光検出装置。
【請求項８】
複数の複合光学フィルタを有する複合光学フィルタアレイと、
複数の光センサが配置された光センサアレイとを備え、
前記複数の複合光学フィルタのそれぞれは、透過波長域の異なる複数の光学フィルタを有し、
前記複数の光学フィルタのそれぞれは、所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を透過させ、
前記複数の光学フィルタのそれぞれは、異なる屈折率を有する複数の積層部材が積層されて成り、
前記複数の光センサは、前記可視光線及び前記赤外線に感度を有し、
前記複数の光学フィルタのそれぞれは、周期性を有して平面状に配置され、
前記複数の光センサは、周期性を有して平面状に配置されることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項９】
前記複合光学フィルタアレイに対して前記光センサアレイの反対側に配置されて複数のレンズを有するレンズアレイをさらに備え、
前記複数のレンズは、周期性を有して平面状に配置される請求項８に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記複数の光学フィルタの間にスペーサ部材が形成されている請求項８に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
第１複合光学フィルタアレイと、光センサアレイと、前記第１複合光学フィルタアレイと前記光センサアレイとの間、又は、前記第１複合光学フィルタアレイの前記光センサアレイと反対側に配置された第２複合光学フィルタアレイとを備えた固体撮像装置であって、
前記第１複合光学フィルタアレイは、複数の第１複合光学フィルタを有し、前記複数の第１複合光学フィルタのそれぞれは、透過波長域の異なる複数の光学フィルタを有し、
前記第２複合光学フィルタアレイは、複数の第２複合光学フィルタを有し、前記複数の第２複合光学フィルタのそれぞれは、透過波長域の異なる複数の光学フィルタを有し、
前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのそれぞれは、無機または有機材料からなり、
前記複数の第２複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのそれぞれは、有機または無機材料からなり、
前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのそれぞれは、周期性を有して平面状に配置され、
前記複数の第２複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのそれぞれは、前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのそれぞれと対応するように周期性を有して平面状に配置され、
前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのうちの一つと、前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのうちの前記一つに対応する前記複数の第２複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのうちの一つとを組み合わせることにより、所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を透過させ、
前記光センサアレイは、前記可視光線及び前記赤外線に感度を有する複数の光センサを有し、
前記複数の光センサのそれぞれは、前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタと対応するように周期性を有して平面状に配置されることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項１２】
前記第１複合光学フィルタを構成する各光学フィルタに積層された複数の積層部材のうちの少なくとも一つが、他の積層部材の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折層であり、
前記複数の第１複合光学フィルタを構成する複数の光学フィルタのうちの少なくとも一つの高屈折層が、他の光学フィルタの高屈折層と屈折率が異なる請求項１１に記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
前記第１複合光学フィルタを構成する前記複数の光学フィルタのうちの少なくとも前記一つは、前記可視光線および前記赤外線の波長領域において他の光学フィルタが透過する光の波長よりも短い波長の光を透過し、
前記複数の光学フィルタのうちの少なくとも前記一つの高屈折層の屈折率が、他の光学フィルタの高屈折層の屈折率よりも小さい請求項１２に記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
前記第１複合光学フィルタを構成する前記複数の光学フィルタの複数の積層部材のうちの一つが前記光センサに最も近い最下層であり、前記複数の積層部材のうちの他の一つが前記光センサに最も遠い最上層であり、
前記最下層の屈折率と前記最下層に隣接する層の屈折率との比率が８５％以上１１５％以下であり、前記最上層の屈折率と前記最上層に隣接する層の屈折率との比率が８５％以上１１５％以下である請求項１１に記載の固体撮像装置。
【請求項１５】
前記第１複合光学フィルタアレイに対して前記光センサアレイの反対側に配置されて複数のレンズを有するレンズアレイをさらに備え、
前記複数のレンズは、周期性を有して平面状に配置される請求項１１に記載の固体撮像装置。
【請求項１６】
複数の複合光学フィルタを有する複合光学フィルタアレイと、
複合光センサが配置された光センサアレイとを備え、
前記複数の複合光学フィルタのそれぞれが、第１波長範囲グループの光を透過させる第１光学フィルタ、第２波長範囲グループの光を透過させる第２光学フィルタ、・・・および第ｎ波長範囲グループの光を透過させる第ｎ光学フィルタを有しており（ｎは整数）、
第ｋ波長範囲グループ（ｋは１≦ｋ≦ｎを満足する整数）は、それぞれ、第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲を含み（ｍは整数）、
前記第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲のそれぞれの光強度の間には相関関係が有り、
前記複合光センサは、第１光センサ、第２光センサ、・・・および第ｎ光センサを有し、
第ｋ光センサは、前記第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲のそれぞれの光強度のうちの少なくとも一つを検出し、
前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度から、前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定する解析部と、
前記第１光学フィルタ、前記第２光学フィルタ、・・・および前記第ｎ光学フィルタの間に形成されるスペーサ部材とをさらに備え、
前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度と前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度との間には相関関係が有ることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項１７】
前記第１〜第ｎ光学フィルタのうちの一つは、赤色光波長領域を有する赤色光、及び、前記赤色光波長領域に最も近い波長領域を有する赤外線を透過する請求項１６に記載の固体撮像装置。
【請求項１８】
複数の複合光学フィルタを有する複合光学フィルタアレイと、
複合光センサが配置された光センサアレイとを備え、
前記複数の複合光学フィルタのそれぞれが、第１波長範囲グループの光を透過させる第１光学フィルタ、第２波長範囲グループの光を透過させる第２光学フィルタ、・・・および第ｎ波長範囲グループの光を透過させる第ｎ光学フィルタを有しており（ｎは整数）、
第ｋ波長範囲グループ（ｋは１≦ｋ≦ｎを満足する整数）は、それぞれ、第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲を含み（ｍは整数）、
前記第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲のそれぞれの光強度の間には相関関係が有り、
前記複合光センサは、第１光センサ、第２光センサ、・・・および第ｎ光センサを有し、
第ｋ光センサは、前記第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲のそれぞれの光強度のうちの少なくとも一つを検出し、
前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度から、前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定する解析部をさらに備え、
前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度と前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度との間には相関関係が有り、
前記第１〜第ｎ光学フィルタのうちの一つは、赤色光波長領域を有する赤色光、及び、前記赤色光波長領域に最も近い波長領域を有する赤外線を透過し、
前記ｎ＝３であり、
前記第（１，１）波長範囲が赤色波長領域であり、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域であり、前記第（２，１）波長範囲が青色波長領域であり、前記第（２，２）波長範囲が第２赤外波長領域であり、前記第（３，１）波長範囲が緑色波長領域であり、前記第（３，２）波長範囲が第３赤外波長領域であり、
前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項１９】
半導体基板に第１光センサ及び第２光センサを形成し、
前記第１光センサ及び第２光センサを覆うように前記半導体基板の上に絶縁膜を形成し、
前記第１光センサに対応する第１光学フィルタを前記絶縁膜の上に形成し、
前記第２光センサに対応する第２光学フィルタを前記絶縁膜の上に形成し、
前記第１及び第２光学フィルタは、透過波長域が異なっており、所定の波長の可視光線及び所定の波長の赤外線を透過させ、
前記第１及び第２光学フィルタのそれぞれは、異なる屈折率を有する複数の積層部材が積層されて成り、
前記第１及び第２光センサは、前記可視光線及び前記赤外線に感度を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る光検出装置は、被写体からの光のうち第１波長範囲の波長を有する第１波長光、第２波長範囲の波長を有する第２波長光、・・・および第ｎ波長範囲の波長を有する第ｎ波長光（ｎは整数）を透過させる複数の光学フィルタと、前記第１波長光の第１波長光強度、前記第２波長光の第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光の第ｎ波長光強度の少なくとも一つを検出する光センサと、前記光センサにより検出された前記第１波長光強度、前記第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光強度の少なくとも一つに基づいて、前記第１波長範囲、前記第２波長範囲、・・・および前記第ｎ波長範囲の少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定する解析部と、前記複数の光学フィルタの間に形成されるスペーサ部材とを備え、前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度と前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度との間には相関関係が有ることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る光検出装置は、被写体からの光のうち第１波長範囲の波長を有する第１波長光、第２波長範囲の波長を有する第２波長光、・・・および第ｎ波長範囲の波長を有する第ｎ波長光（ｎは整数）を透過させる光学フィルタと、前記第１波長光の第１波長光強度、前記第２波長光の第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光の第ｎ波長光強度の少なくとも一つを検出する光センサと、前記光センサにより検出された前記第１波長光強度、前記第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光強度の少なくとも一つに基づいて、前記第１波長範囲、前記第２波長範囲、・・・および前記第ｎ波長範囲の少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定する解析部とを備え、前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度と前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度との間には相関関係が有り、前記被写体からの光は赤外線であり、前記解析部は、前記光センサにより検出された前記第１波長光強度、前記第２波長光強度、・・・および前記第ｎ波長光強度の少なくとも一つに基づいて、前記赤外線を反射した被写体の可視光線下の色を推定することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るさらに他の固体撮像装置は、複数の複合光学フィルタを有する複合光学フィルタアレイと、複合光センサが配置された光センサアレイとを備え、前記複数の複合光学フィルタのそれぞれが、第１波長範囲グループの光を透過させる第１光学フィルタ、第２波長範囲グループの光を透過させる第２光学フィルタ、・・・および第ｎ波長範囲グループの光を透過させる第ｎ光学フィルタを有しており（ｎは整数）、第ｋ波長範囲グループ（ｋは１≦ｋ≦ｎを満足する整数）は、それぞれ、第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲を含み（ｍは整数）、前記第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲のそれぞれの光強度の間には相関関係が有り、前記複合光センサは、第１光センサ、第２光センサ、・・・および第ｎ光センサを有し、第ｋ光センサは、前記第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲のそれぞれの光強度のうちの少なくとも一つを検出し、前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度から、前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定する解析部と、前記第１光学フィルタ、前記第２光学フィルタ、・・・および前記第ｎ光学フィルタの間に形成されるスペーサ部材とをさらに備え、前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度と前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度との間には相関関係が有ることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る固体撮像装置は、複数の複合光学フィルタを有する複合光学フィルタアレイと、複合光センサが配置された光センサアレイとを備え、前記複数の複合光学フィルタのそれぞれが、第１波長範囲グループの光を透過させる第１光学フィルタ、第２波長範囲グループの光を透過させる第２光学フィルタ、・・・および第ｎ波長範囲グループの光を透過させる第ｎ光学フィルタを有しており（ｎは整数）、第ｋ波長範囲グループ（ｋは１≦ｋ≦ｎを満足する整数）は、それぞれ、第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲を含み（ｍは整数）、前記第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲のそれぞれの光強度の間には相関関係が有り、前記複合光センサは、第１光センサ、第２光センサ、・・・および第ｎ光センサを有し、第ｋ光センサは、前記第（ｋ，１）波長範囲、第（ｋ，２）波長範囲、・・・および第（ｋ，ｍ）波長範囲のそれぞれの光強度のうちの少なくとも一つを検出し、前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度から、前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度を推定する解析部をさらに備え、前記少なくとも一つの波長範囲の波長を有する光の光強度と前記少なくとも一つ以外の波長範囲の波長を有する光の光強度との間には相関関係が有り、前記第１〜第ｎ光学フィルタのうちの一つは、赤色光波長領域を有する赤色光、及び、前記赤色光波長領域に最も近い波長領域を有する赤外線を透過し、前記ｎ＝３であり、前記第（１，１）波長範囲が赤色波長領域であり、前記第（１，２）波長範囲が第１赤外波長領域であり、前記第（２，１）波長範囲が青色波長領域であり、前記第（２，２）波長範囲が第２赤外波長領域であり、前記第（３，１）波長範囲が緑色波長領域であり、前記第（３，２）波長範囲が第３赤外波長領域であり、前記第２赤外波長領域が前記第１赤外波長領域よりも長波長側に位置し、前記第３赤外波長領域が前記第２赤外波長領域よりも長波長側に位置することを特徴とする。
【国際調査報告】
2015159651.tif 000044
2015159651.tif 000045