(57)【要約】【課題】  高解像度で忠実な色再現が可能で、挿入部が小型かつ細型の電子スコープを提供する。【解決手段】  電子スコープは、赤色の波長域の信号を検出するＲ画素と青色の波長域の信号を検出するＢ画素を有する第１の固体撮像素子と、第１の緑色の波長域の信号を検出するＧ１画素と、前記Ｇ１画素の波長域よりも長波長域にある第２の緑色の波長域の信号を検出するＧ２画素とを有する第２の固体撮像素子と、前記入射光の赤色と青色の波長成分を透過させ、残りの波長成分を反射させるダイクロイックミラーとを有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色の波長域の信号を検出するＲ画素と青色の波長域の信号を検出するＢ画素を有する第１の固体撮像素子と、
第１の緑色の波長域の信号を検出するＧ１画素と、前記Ｇ１画素の波長域よりも長波長域にある第２の緑色の波長域の信号を検出するＧ２画素とを有する第２の固体撮像素子と、
入射光の赤色と青色の波長成分を透過させ、残りの波長成分を反射させるダイクロイックミラーと
を有する電子スコープ。
【請求項２】
前記第１の固体撮像素子は、前記入射光に対して垂直に配置され、
前記第２の固体撮像素子は、前記入射光に対して平行に配置され、
前記ダイクロイックミラーは、前記残りの波長成分を入射光方向に対して９０度曲げるように反射させる請求項１記載の電子スコープ。
【請求項３】
前記Ｇ１画素は、前記Ｒ画素と空間的信号位置が一致するように設けられ、
前記Ｇ２画素は、前記Ｂ画素と空間的信号位置が一致するように設けられる請求項１または２記載の電子スコープ。
【請求項４】
前記Ｇ１画素は、波長域４７０〜５３０ｎｍにおける信号を検出する請求項１〜３のいずれか１項記載の電子スコープ。
【請求項５】
前記Ｇ１画素が検出する信号量と前記Ｇ２画素が検出する信号量との差分値に基づき、波長域４７０〜５３０ｎｍにおける信号量を検出する請求項１〜３のいずれか１項記載の電子スコープ。
【請求項６】
さらに、波長域４７０〜５３０ｎｍにおける信号量を用いて、赤色の感度を補正する補正手段を有する請求項４または５に記載の電子スコープ。
【請求項７】
前記第１及び第２の固体撮像素子の前記画素は、行方向及び列方向に１／２ピッチずつずらして配置される請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子スコープ。
【請求項８】
前記第１及び第２の固体撮像素子の前記画素は、正方格子配列で配置される請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子スコープ。
【請求項９】
さらに、前記画素の列ごとに垂直電荷転送路を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子スコープ。
【請求項１０】
さらに、前記画素ごとにＭＯＳ型電荷検出回路を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子スコープ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置を有する小型かつ細型の電子スコープに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子内視鏡又は工業計測用電子スコープにおいては、撮像部分の小型化及び細型化が求められるため、ＣＣＤ型固体撮像素子を１個用いた、いわゆる単板式イメージセンサが一般的である。単板式イメージセンサ上には、複数のカラーフィルタが離散的（モザイク状）に配置されるので、安価ではあるが、解像度及び色再現性を維持したまま、素子のサイズを小型化することは困難である。
【０００３】
近年、イメージセンサの高解像度（多画素）化が進んでおり、電子内視鏡や工業計測用の電子スコープにおいても、高画質、特に忠実な色再現性が求められている。一般に、カラー画像の撮像には、被写体の色、すなわち撮像系に入射する光の色成分を検出する必要があるが、固体撮像素子では、カラーフィルタをモザイク状或いはストライプ状に配置することにより、二次元平面状において各画素の受光部で対応する色信号を検出する技術が知られている。
【０００４】
カラーフィルタ材料をどのように設計しても、人間の網膜が感じる各色成分に対する特性を忠実に再現することは困難である。例えば、赤色（Ｒ）を検出する視細胞は、４６０ｎｍ〜５３０ｎｍ付近の色に対しては感度が本来ゼロであるはずが、マイナス（負）の感度を有することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
従って、このような視感度特性を反映させないと、忠実な色再現を行うことは困難であり、撮影画像の再現色と実際の被写体の色味とが一致しないことがある。銀塩フィルムにおいては、上記の視感度特性を反映させる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、単板式の固体撮像素子においても、上記の視感度特性を考慮した技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開昭４９−１３１０２５号公報
【特許文献２】特許第１８５９３４６号公報
【特許文献３】特許第２８７２７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献３に記載されている技術では、ＲＧＢの三原色に加えて、例えば、４６０ｎｍ〜５３０ｎｍ付近の光を透過する第４のカラーフィルタを設け、当該第４のカラーフィルタに対応する画素から得られる信号を用いて赤色（Ｒ）の忠実色再現を行っているが、一つの色を再現するのに少なくとも４つの画素を必要とするために、解像度が低下してしまう。
【０００８】
また、色再現性を高める手法として、３板式のイメージセンサを用いる例が増えているが、プリズム光学系が必要なため、電子内視鏡又は工業計測用電子スコープ等に用いるのは困難である。
【０００９】
本発明の目的は、高解像度で忠実な色再現が可能で、挿入部が小型かつ細型の電子スコープを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一観点によれば、電子スコープは、赤色の波長域の信号を検出するＲ画素と青色の波長域の信号を検出するＢ画素を有する第１の固体撮像素子と、第１の緑色の波長域の信号を検出するＧ１画素と、前記Ｇ１画素の波長域よりも長波長域にある第２の緑色の波長域の信号を検出するＧ２画素とを有する第２の固体撮像素子と、前記入射光の赤色と青色の波長成分を透過させ、残りの波長成分を反射させるダイクロイックミラーとを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高解像度で忠実な色再現が可能で、挿入部が小型かつ細型の電子スコープを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の実施例による電子スコープ１００の構成を表すブロック図である。
【００１４】
電子スコープ１００は、例えば、直径５ｍｍ〜１５ｍｍ程度の円筒形のチューブ内に格納される挿入（先端）部１０５と、信号処理部とを含んで構成される。なお、挿入部１０５に用いられるチューブは、電子スコープ１００の使用目的に適した材質で形成される。例えば、電子スコープ１００を内視鏡として用いる場合は、人体内に挿入するのに適した材質で形成される。
【００１５】
挿入（先端）部１０５は、光学系１０４、赤（Ｒ）及び青（Ｂ）の色信号を出力する固体撮像素子１０１、緑（Ｇ１、Ｇ２）の色信号を出力する固体撮像素子１０２及び緑色反射用ダイクロイックミラー１０３を含んで構成される。なお、挿入部１０５の詳細は図２を参照して後述する。
【００１６】
信号処理部は、システム制御回路１０６、同期信号回路１０７、ＣＣＤ駆動回路１０８、ＣＤＳ回路１０９、プリプロセス回路１１０、Ａ／Ｄ変換回路１１１、信号処理（信号圧縮・伸張）回路１１２、メモリ１１３、記録／表示回路１１４を含んで構成される。
【００１７】
システム制御回路１０６は、電子スコープ１００全体を統括制御し、同期信号回路１０７に対して指示信号を出力する。同期信号回路１０７は、システム制御回路１０６からの指示信号に基づき、同期信号を出力する。ＣＣＤ駆動回路１０８は、同期信号回路１０７からの同期信号に基づき固体撮像素子１０１及び１０２に駆動信号（駆動電圧φＶ）を供給する。
【００１８】
固体撮像素子１０１及び１０２から出力される赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ１，Ｇ２）の各色信号は、ＣＤＳ回路１０９に送られる。ＣＤＳ回路１０９は、各色信号に対して相関二重サンプリング処理等を行い、プリプロセス回路１１０に出力する。プリプロセス回路１１０は、同期信号回路１０７からの同期信号に基づき、各色信号に対して利得調整を施し、各色信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路１１１を介して、信号処理（信号圧縮・伸張）回路１１２に出力する。
【００１９】
信号処理（信号圧縮・伸張）回路１１２は、メモリ１１３を用いて、各色のデジタル信号に対して、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、色感度補正処理等を行うとともに、信号圧縮及び信号伸張処理を行い、画像データとして出力する。
【００２０】
信号処理（信号圧縮・伸張）回路１１２によって処理された画像データは、記録／表示回路１１４に接続又は含まれる外部メモリに記録される。または、記録／表示回路１１４に接続又は含まれるディスプレイに表示される。
【００２１】
図２は、図１に示す電子スコープ１００の挿入部（先端部）１０５の構成を表すブロック図である。電子スコープ１００の先端部１０５は、例えば、直径５ｍｍ〜１５ｍｍ程度の円筒形のチューブ内に格納される。
【００２２】
電子スコープ１００の先端部１０５は、光学系１０４、赤（Ｒ）及び青（Ｂ）の色信号を出力する固体撮像素子１０１、緑（Ｇ１、Ｇ２）の色信号を出力する固体撮像素子１０２及び緑色反射用ダイクロイックミラー１０３、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）の分光特性を改善するトリミングフィルタ１１７等を含んで構成される。
【００２３】
光学系１０４は、固体撮像素子１０１及び１０２の受光領域２（図３）に入射光を結像する集光レンズ１１５、赤外線カットフィルタ１１６、及び図示しない被写体を照明するための白色光源（キセノン・ランプ，ハロゲン・ランプなど）等を含んで構成される。
【００２４】
緑色反射用ダイクロイックミラー１０３は、例えば、誘電体多層膜からなり、光学系１０４によって集光された入射光を２つの異なる光波長成分からなる２方向の光に分光する。すなわち、波長４６０ｎｍ〜６００ｎｍの光（緑色（Ｇ））を入射光方向に対して９０度の方向に反射させる事により、固体撮像素子１０２に入射させるとともに、その他の波長光（赤色（Ｒ）及び青色（Ｂ））を透過させて、トリミングフィルタ１１７を介して固体撮像素子１０１に入射させる。
【００２５】
固体撮像素子１０１及び１０２は、図に示すように、入射光方向に対して９０度の位置関係になるように配置される。このように配置することで、電子スコープ１００の挿入部１０５の小型化、細型化を実現することができる。
【００２６】
なお、図２では、各個体撮像素子について、２画素（２色）のみが示されているが、これは模式的なものであり、実際には、図３又は図１０に示すように、多数の画素が２次元アレー状に配置されている。
【００２７】
なお、固体撮像素子１０１及び１０２の配置は、図２に示したものに限らない。例えば、図１２に示すように、固体撮像素子１０１を入射光に対して平行に配置し、赤及び青色反射用ミラー２０３を追加することにより、赤及び青色の光を入射光方向に対して９０度の方向に反射させ、固体撮像素子１０１に入射させるようにしても良い。
図３は、本発明の実施例によるＣＣＤ型固体撮像素子の構成を表すブロック図である。
【００２８】
図３（Ａ）は、固体撮像素子１０１の構成を表すブロック図である。
【００２９】
固体撮像素子１０１は、多数の光電変換素子（画素）１２が配置された受光領域２を含む。受光領域２は、多数の光電変換素子１２をいわゆる画素ずらし配置（ハニカム配列）に配置して構成されている。
【００３０】
ここで、本明細書でいう「画素ずらし配置」又は「ハニカム配列」とは、２次元テトラゴナル行列の第１格子と、その格子間位置に格子点を有する２次元テトラゴナル行列の第２格子とを合わせた配置を指す。例えば、奇数列（行）中の各光電変換素子１２に対し、偶数列（行）中の光電変換素子１２の各々が、光電変換素子１２の列（行）方向ピッチの約１／２、列（行）方向にずれ、光電変換素子列（行）の各々が奇数行（列）または偶数行（列）の光電変換素子２のみを含む。「画素ずらし配置」又は「ハニカム配列」は、多数個の光電変換素子１２を複数行、複数列に亘って行列状に配置する際の一形態である。
【００３１】
なお、ピッチの「約１／２」とは、１／２を含む他に、製造誤差、設計上もしくはマスク製作上起こる画素位置の丸め誤差等の要因によって１／２から外れてはいるものの、得られる固体撮像素子１２の性能およびその画像の画質からみて実質的に１／２と同等とみなすことができる値をも含むものとする。上記の「光電変換素子行内での光電変換素子１２のピッチの約１／２」についても同様である。
【００３２】
それぞれの光電変換素子１２の列間には、光電変換素子１２で発生した信号電荷を読み出して垂直方向に転送する垂直電荷転送路（ＶＣＣＤ）が、図５の転送電極１６及び垂直転送チャネル１４を含んで形成され、光電変換素子１２で生じた信号電荷を４相駆動パルス（Φ１〜Φ４）で垂直方向に転送する。
【００３３】
図中、受光領域２の下側にはＶＣＣＤにより転送される電荷を1行ごとに周辺回路４に転送する水平電荷転送路（ＨＣＣＤ）３が形成される。
【００３４】
さらに、受光領域２の外側には、例えば、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタ回路等で構成される周辺回路４が形成される。周辺回路４としては、例えば、フローティングディフュージョンアンプ（ＦＤＡ）等が含まれる。
【００３５】
光電変換素子１２（に対応する図５の遮光膜１８の開口部１８ＯＰ）上方には、赤（Ｒ）及び青（Ｂ）のいずれか１色のカラーフィルタ層が形成されている。図中、上方に赤（Ｒ）のカラーフィルタ層が形成されているＲ画素としての光電変換素子１２に「Ｒ」の文字を付し、青（Ｂ）のカラーフィルタ層が形成されているＢ画素としての光電変換素子１２に「Ｂ」の文字を付した。受光部に入射する光は、いずれか１色のカラーフィルタ層を透過した後、図４の開口部１８ＯＰを通って光電変換素子１２に入射する。
【００３６】
図３（Ｂ）は、固体撮像素子１０２の構成を表すブロック図である。固体撮像素子１０２は、図３（Ａ）に示す固体撮像素子１０１と、カラーフィルタの色及び配置のみが異なり、その他の構成については、同様であるので、その説明を省略する。
【００３７】
光電変換素子１２（に対応する図５の遮光膜１８の開口部１８ＯＰ）上方には、緑（Ｇ１及びＧ２）のいずれか１色のカラーフィルタ層が形成されている。図中、上方に緑（Ｇ１）のカラーフィルタ層が形成されているＧ１画素としての光電変換素子１２に「Ｇ１」の文字を付し、緑（Ｇ２）のカラーフィルタ層が形成されているＧ２画素としての光電変換素子１２に「Ｇ２」の文字を付した。受光部に入射する光は、いずれか１色のカラーフィルタ層を透過した後、図４の開口部１８ＯＰを通って光電変換素子１２に入射する。なお、緑（Ｇ１）のカラーフィルタ及び緑（Ｇ２）のカラーフィルタについては、後に詳述する。
【００３８】
図４は、固体撮像素子１０１、１０２の受光領域２の一部の拡大平面図である。半導体基板上の絶縁膜を剥がし、光電変換素子１２、転送電極１６を露出した状態を示す。
【００３９】
図５は、固体撮像素子１０１、１０２の拡大断面図である。なお、この断面図は、図４に示す一点鎖線ｘ−ｙで固体撮像装置１を切断したものである。
【００４０】
以下の説明においては、同じ導電型を有する不純物添加領域間での不純物濃度の大小を区別するために、不純物濃度が相対的に低いものから順番に、ｐ−型不純物添加領域、ｐ型不純物添加領域、ｐ＋ 型不純物添加領域、あるいはｎ− 型不純物添加領域、ｎ型不純物添加領域、ｎ＋ 型不純物添加領域と表記する。ｐ− 型不純物添加領域１１ｂをエピタキシャル成長法によって形成する場合以外、全ての不純物添加領域は、イオン注入とその後の熱処理とによって形成することが好ましい。
【００４１】
半導体基板１１は、例えばｎ−型シリコン基板１１ａと、その一表面に形成されたｐ−型不純物添加領域１１ｂとを有する。ｐ− 型不純物添加領域１１ｂは、ｎ−型シリコン基板１１ａの一表面にｐ型不純物をイオン注入した後に熱処理を施すことによって、あるいは、ｐ型不純物を含有したシリコンをｎ型シリコン基板１１ａの一表面上にエピタキシャル成長させることによって形成される。
【００４２】
次いで、後に形成される１列の光電変換素子列に１本ずつ対応して、ｐ−型不純物添加領域１１ｂにｎ型不純物添加領域（垂直転送チャネル）１４が例えば、０．５μｍの幅で形成される。個々の垂直転送チャネル１４は、その全長に亘ってほぼ均一な不純物濃度を有し、対応する光電変換素子列に沿って延在する。
【００４３】
次に、チャネルストップ領域１３が、垂直転送チャネル１４の隣（読出しゲート用チャネル領域１１ｃとなる箇所の反対側）に形成される。チャネルストップ領域１３は、例えばｐ＋型不純物添加領域、或いは、トレンチアイソレーション又は局所酸化（ＬＯＣＯＳ）によって構成される。
【００４４】
後に形成される各光電変換素子１２（ｎ型不純物添加領域１２ａ）の右側縁部に沿って、ｐ型不純物添加領域１１ｃが一部残される。各ｐ型不純物添加領域１１ｃは、読出しゲート用チャネル領域１１ｃとして利用される。
【００４５】
次に、酸化膜１５を、半導体基板１１の表面に形成する。転送電極１６下部分には、例えば、膜厚が２０〜７０ｎｍ程度のシリコン酸化膜（熱酸化膜）と、膜厚が３０〜８０ｎｍ程度のシリコン窒化膜と、膜厚が１０〜５０ｎｍ程度のシリコン酸化膜とを、半導体基板１１上にこの順番で形成した積層膜によって構成されるＯＮＯ膜を形成する。その他の部分には、例えば、酸化膜（ＳｉＯ２）等を形成する。なお、ＰＳＧ、ＢＰＳＧ等も酸化膜と呼ぶ。
【００４６】
次に、電極形成工程を行う。この工程では、酸化膜１５上に、転送電極（多層ポリシリコン電極）１６を形成する。半導体基板１の表面上に形成された酸化膜１５の上に第１の多結晶Ｓｉ層１６ａを０．２μｍ〜３μｍ（例えば、１μｍ）の厚さで堆積し、第１の多結晶Ｓｉ層１６ａ表面に、ホトレジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィ（露光、現像）によって所定のパターンにホトレジスト膜をパターニング後、これをマスクとして異方性の強い（マスク面に垂直方向のエッチング速度の大きな）ドライエッチング（塩素系ガス等使用）によりレジストが除去された領域の第１の多結晶層１６ａをエッチオフし、ホトレジスト膜を除去する。これにより、第１層ポリシリコン電極１６ａが形成される。
【００４７】
次に、Ｓｉ表面を酸化しＳｉＯ2 膜（第２の酸化膜）を第１層ポリシリコン電極１６ａの上に３００Å〜１０００Åの膜厚で形成する。さらに、第２の酸化膜上に減圧ＣＶＤ法等を用いて第２の多結晶Ｓｉ層１６ｂを０．２μｍ〜３μｍ（例えば、１μｍ）の厚さで堆積する。引続き、フォトリソグラフィを用いて第２の多結晶Ｓｉ層１６ｂのパターニングを行い、第２層ポリシリコン電極１６ｂが形成される。
【００４８】
次に、ｐ− 型不純物添加領域１１ｂの所定箇所を、イオン注入によりｎ型不純物添加領域１２ａに転換する。なお、ｎ型不純物添加領域１２ａは、電荷蓄積領域として機能する。転換したｎ型不純物添加領域１２ａの表層部をイオン注入によりｐ＋型不純物添加領域１２ｂに転換することによって、埋込み型のフォトダイオードである光電変換素子１２を形成する。
【００４９】
次に、多層ポリシリコン電極１６及びシリコン基板１１前面を覆うように絶縁膜１５を形成し、タングステン、アルミニウム、クロム、チタン、モリブデン等の金属や、これらの金属の２種以上からなる合金等をＰＶＤまたはＣＶＤによって絶縁膜１５上に堆積させることで遮光膜１８を形成する。この遮光膜１８は、各転送電極１６等を平面視上覆って、光電変換素子１２以外の領域で無用の光電変換が行われるのを防止する。
【００５０】
各光電変換素子１２へ光が入射することができるように、遮光膜１８は、個々の光電変換素子１２の上方に開口部１８ｏｐを１つずつ有する。光電変換素子１２表面において上記の開口部１８ｏｐ内に平面視上位置する領域が、この光電変換素子１２における光入射面となる。
【００５１】
その後、遮光膜１８の上に、パッシベーション層、平坦化絶縁層を含む第１の平坦化層１９を形成する。次ぎに、カラーフィルタ層２０を、例えば、互いに異なる色に着色された２種類の樹脂（カラーレジン）の層を、フォトリソグラフィ法等の方法によって所定箇所に順次形成することによって作製する。
【００５２】
図３（Ａ）に示す固体撮像素子１０１では、赤（Ｒ）と青（Ｂ）のカラーフィルタ層２０Ｒ、２０Ｂが形成され、図３（Ｂ）に示す固体撮像素子１０２では、緑（Ｇ１とＧ２）のカラーフィルタ層２０Ｇ１、２０Ｇ２が形成される。
【００５３】
次ぎに、第２の平坦化膜２１が、第１の平坦化膜１９と同様に、例えばフォトレジスト等の有機材料によって形成される。第２の平坦化膜２１上面に、それぞれの光電変換素子１２に対応してマイクロレンズ２２が形成される。マイクロレンズ２２は、例えば、透明樹脂層を第２の平坦化膜２１上に形成した後、この透明樹脂層をフォトリソグラフィ法等によって所定形状にパターニングした後に、リフローさせることによって形成される。第２の平坦化膜２１は、カラーフィルタ層２０上に形成されて、マイクロレンズ２２を形成するための平坦面を提供する。
【００５４】
図６は、人間の視感度に基づく理想的なカラーフィルタの分光特性を示すグラフである。横軸が波長、縦軸が刺激値（ルーメン）であり、図中の実線ＦＲが赤色フィルタの理想的な分光特性、破線ＦＧが緑色フィルタの理想的な分光特性、点線ＦＢが青色フィルタの理想的な分光特性を示す。
【００５５】
例えば、約４６０ｎｍ〜５３０ｎｍの波長範囲で赤の負感度が存在し、約４００ｎｍ〜４６０ｎｍ及び６４０ｎｍ〜６８０ｎｍの波長範囲で緑の負感度が存在し、約５３０ｎｍ〜６２０ｎｍの波長範囲で青の負感度が存在する。しかし、実際の光学フィルタによれば、ＦＲ＜０、ＦＧ＜０、ＦＢ＜０となる負の刺激値を得ることはできず、従って、これらの負の刺激値（図中、斜線部分α，β，γ，δで示す）は刺激値がゼロとして得られることとなる。その結果、実際には理想的な特性ＦＲ、ＦＧ、ＦＢよりもプラスの刺激値が加算された特性が得られる。
【００５６】
そこで、本実施例では、負の刺激（以下、負感度という）に相当する色信号を得るため緑（Ｇ１）のカラーフィルタを用意し、このカラーフィルタで得た色信号を、赤（Ｒ）のカラーフィルタで得た色信号から減算処理することによって理想に近い色信号を形成する。なお、減算処理の詳細は後述する。
【００５７】
図７は、本実施例によるカラーフィルタ２０Ｇ１及び２０Ｇ２の構成例を表すグラフである。
【００５８】
カラーフィルタ２０Ｇ１は、４６０〜５３０ｎｍ付近の光、すなわち、人間の赤色を検出する視細胞における負感度に相当する領域を選択的に透過する分光特性を有する。
【００５９】
カラーフィルタ２０Ｇ２は、４７０〜６４０ｎｍ付近の光、すなわち、一般的な緑（Ｇ）のカラーフィルタ同様の波長の光を選択的に透過する分光特性を有する。
【００６０】
この例では、カラーフィルタ２０Ｇ１に対応する光電変換素子１２における色信号（Ｇ１）をそのまま後述する赤色補正用の信号として用いることができる。
【００６１】
この例では、Ｇ１画素より、４７０ｎｍ〜５３０ｎｍにおける信号量を直接検出できるので、Ｇ２画素に使用するカラーフィルタとして、通常のＧカラーフィルタより長波長側に分光感度のピークがある分光特性を有するものを使用することにより、Ｇ１画素とＧ２画素の分光感度スペクトルのオーバーラップ部分を少なくし、より忠実な色再現を得ることもできる。また、固体撮像素子１０２に入射する光の波長はダイクロイックミラー１０３を使用することにより、ＲとＢの波長成分を含まないため、Ｇ２画素上には、カラーフィルタを積層しない構成を採用することもできる。
【００６２】
図８は、本実施例によるカラーフィルタ２０Ｇ１及び２０Ｇ２の他の構成例を表すグラフである。
【００６３】
この例では、カラーフィルタ２０Ｇ１とカラーフィルタ２０Ｇ２の分光特性は、長波長端では同じであるが、短波長端においてスペクトル形状が異なり、カラーフィルタ２０Ｇ１とカラーフィルタ２０Ｇ２のスペクトル形状の差分（図中斜線を施した部分）が、４６０〜５３０ｎｍ付近の光、すなわち、人間の赤色を検出する視細胞における負感度に相当する。
【００６４】
従って、この例では、カラーフィルタ２０Ｇ１に対応する光電変換素子１２（Ｇ１画素）における色信号と、カラーフィルタ２０Ｇ２に対応する光電変換素子１２（Ｇ２画素）における色信号との差分値、すなわち、Ｇ１画素で検出する入射光量に対応する信号量（電荷量、電圧又は電流値）からＧ２画素で検出する入射光量に対応する信号量を減算した値を色信号（Ｇ１）として後述する赤色補正用の信号として用いる。
【００６５】
この例によるカラーフィルタ２０Ｇ１と２０Ｇ２の分光感度は図８に示すように互いにオーバーラップ部分が大きいので、入射光エネルギーを有効に利用でき、高感度化できるという利点がある。
【００６６】
図９は、本実施例による信号処理の一例を説明するための図である。図中、固体撮像素子１０１の光電変換素子１２と同一列同一行に位置する固体撮像素子１０２の光電変換素子１２との相対的位置関係を示す。本実施例では、固体撮像素子１０１の赤色（Ｒ）フィルタ２０Ｒに対応する光電変換素子１２Ｒ（Ｒ画素）と、固体撮像素子１０２の緑色（Ｇ１）フィルタ２０Ｇ１に対応する光電変換素子１２Ｇ１（Ｇ１画素）との空間的位置関係が完全に一致するように、固体撮像素子１０１及び１０２を配置する。また、固体撮像素子１０１の青色（Ｂ）フィルタ２０Ｂに対応する光電変換素子１２Ｂ（Ｂ画素）と、固体撮像素子１０２の緑色（Ｇ２）フィルタ２０Ｇ２に対応する光電変換素子１２Ｇ２（Ｇ２画素）との空間的位置関係も完全に一致するように設定されている。
【００６７】
固体撮像素子１０１及び１０２を配置することにより、固体撮像素子１０１及び１０２のサンプリングポイントが完全に一致する。すなわち、固体撮像素子１０１のＲ画素１２Ｒと固体撮像素子１０２のＧ１画素１２Ｇ１のサンプリングポイントが一致し、固体撮像素子１０１のＢ画素１２Ｂと固体撮像素子１０２のＧ２画素１２Ｇ２のサンプリングポイントが一致する。
【００６８】
このようにＲ画素１２ＲとＧ１画素１２Ｇ１のサンプリングポイントを一致させることにより、Ｒ信号をＧ１信号を用いて補正する。このＲ信号の補正は、例えば、下記式（Ａ）により行われる。
【００６９】
Ｒ’＝Ｒ−ｋ１×Ｇ１      …（Ａ）
ただし、Ｒ’は補正後のＲ信号、ＲはＲ画素１２Ｒからの色信号、ｋ１はＧ１信号を元に赤の負感度成分を近似するための係数、Ｇ１は波長４６０ｎｍ〜５３０ｎｍ付近の光に対応する色信号である。
【００７０】
上記式（Ａ）に基づいてＲ画素１２Ｒからの色信号を補正することにより、赤の負感度成分（図６のβ）を考慮（減算）した赤色信号Ｒ’を得ることができる。よって、赤色の忠実な色再現を行うことができる。
【００７１】
また、本実施例では、以下の式（Ｂ）により、Ｂ信号をＧ２信号を用いて補正することができる。
【００７２】
Ｂ’＝Ｂ−ｋ２×Ｇ２      …（Ｂ）
ただし、Ｂ’は補正後のＢ信号、ＢはＢ画素１２Ｂからの色信号、ｋ２はＧ２信号を元に青の負感度成分を近似するための係数、Ｇ２はＧ２画素１２Ｇ２からの色信号である。
【００７３】
上記式（Ｂ）に基づいてＢ画素からの色信号を補正することにより、青の負感度成分（図６のγ）を考慮（減算）した青色信号Ｂ’を得ることができる。よって、青色の忠実な色再現を行うことができる。  
【００７４】
また、本実施例では、以下の式（Ｃ）により、Ｇ２信号をＢ信号を用いて補正することができる。
【００７５】
Ｇ’＝Ｇ２−ｋ３×Ｂ      …（Ｃ）
ただし、Ｇ’は補正後のＧ信号、Ｇ２はＧ２画素１２Ｇ２からの色信号、ｋ３はＢ信号を元に緑の負感度成分を近似するための係数、ＢはＢ画素１２Ｂからの色信号である。
【００７６】
上記式（Ｃ）に基づいてＧ２画素１２Ｇ２からの色信号を補正することにより、緑の負感度成分（図６のα）を考慮（減算）した緑色信号Ｇ’を得ることができる。よって、緑色の忠実な色再現を行うことができる。  
【００７７】
以上、本発明の実施例によれば、２板式固体撮像装置において、忠実な色再現が可能で、挿入部が小型かつ細型の電子スコープを提供することができる。特に、赤色の負感度に相当する色信号を得るための緑（Ｇ１）のカラーフィルタを用意することにより、赤色の色再現が忠実となる。よって、医療用途の電子内視鏡、又はその他の工業計測用電子スコープを使用した診断や判定がより正確に行える。
【００７８】
また、本発明の実施例によれば、２板式の固体撮像装置を用いることで、感度及び解像度を犠牲にすることなく忠実な色再現が可能となる。
【００７９】
なお、上述の実施例では、光電変換素子１２を画素ずらし配置した固体撮像素子１０１及び１０２を使用したが、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すような、光電変換素子１２を正方行列状に配置した固体撮像素子２０１及び２０２を用いることもできる。この場合にも、図９を用いて説明したように、色信号（Ｇ１）と色信号（Ｒ）のサンプリングポイントを完全に一致させることにより、赤色（Ｒ）の補正を上述の画素ずらし配置の場合と同様に行うことができる。また、色信号（Ｇ２）と色信号（Ｂ）のサンプリングポイントを完全に一致させることにより青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）の補正を上述の画素ずらし配置の場合と同様に行うことができる。
【００８０】
また、本発明の実施例は、ＣＣＤ型固体撮像素子以外の固体撮像素子に適用することも可能である。図１１に示すように、光電変換素子１２にＭＯＳトランジスタを接続し、各光電変換素子の蓄積電荷を選択的に読み出すことができる構成の固体撮像素子に適用してもよい。
【００８１】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施例による電子スコープ１００の構成を表すブロック図である。
【図２】図１に示す電子スコープ１００の挿入部（先端部）１０５の構成を表すブロック図である。
【図３】本実施例による固体撮像素子１０１、１０２の構成を表すブロック図である。
【図４】固体撮像素子１０１、１０２の受光領域２の一部の拡大平面図である。
【図５】固体撮像素子１０１、１０２の拡大断面図である。
【図６】人間の視感度に基づく理想的なカラーフィルタの分光特性を示すグラフである。
【図７】本実施例によるカラーフィルタ２０Ｇ１及び２０Ｇ２の構成例を表すグラフである。
【図８】本実施例によるカラーフィルタ２０Ｇ１及び２０Ｇ２の他の構成例を表すグラフである。
【図９】本実施例による信号処理の一例を説明するための図である。
【図１０】固体撮像素子１０３、１０４の構成を表すブロック図である。
【図１１】ＭＯＳ型固体撮像素子の一例を表す概略図である。
【図１２】図１に示す電子スコープ１００の挿入部（先端部）１０５の他の構成を表すブロック図である。
【符号の説明】
【００８３】
２…受光領域、３…ＨＣＣＤ、４…周辺回路、１１…半導体基板、１２…光電変換素子、１３…チャネルストップ領域、１４…転送チャンネル、１５…絶縁膜、１６ａ…第１層転送電極、１６ｂ…第２層転送電極、１８…遮光膜、１９、２１…平坦化層、２０…カラーフィルタ、２２…マイクロレンズ、２４…垂直電荷転送装置、１００…電子スコープ、１０１、１０２、２０１、２０２…固体撮像素子、１０３…ダイクロイックミラー、１０４…光学系、１０５…挿入（先端）部、１０６…システム制御回路、１０７…同期信号回路、１０８…ＣＣＤ駆動回路、１０９…ＣＤＳ回路、１１０…プリプロセス回路、１１１…Ａ／Ｄ変換回路、１１２…信号処理（信号圧縮・伸張）回路、１１３…メモリ、１１４…記録／表示回路、１１５…集光レンズ、１１６…赤外線カットフィルタ、１１７…トリミングフィルタ、２０３…ミラー
【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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