(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の表層部に形成されて光電変換をなす複数個のセンサ部と、
前記複数個のセンサ部のうちの所定のセンサ部上に形成され、入射光をほぼ１００％の透過率で通過させる第１の光学フィルタと、
前記所定のセンサ部以外のセンサ部上に形成され、入射光を前記第１の光学フィルタよりも低い透過率で通過させる第２の光学フィルタとを備え、
前記第２の光学フィルタの少なくとも一部は、前記第１の光学フィルタのフィルタ材料からなるフィルタ層とカラーフィルタのフィルタ材料からなるフィルタ層との積層構造である
固体撮像素子。
【請求項２】
前記第１の光学フィルタと前記第２の光学フィルタとの上面は平坦化されている
請求項1記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記カラーフィルタのフィルタ材料からなるフィルタ層は、前記第１の光学フィルタのフィルタ材料にカラーフィルタの色素を混ぜ合わせた材料で形成されている
請求項１はたは２記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記カラーフィルタの色素が顔料系または染料系である
請求項１〜３の何れかに記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記カラーフィルタの色素としてカーボンブラックを用いる
請求項1〜４の何れかに記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記カラーフィルタが原色系または補色系である
請求項１〜５の何れかに記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記第２の光学フィルタの一部は、前記カラーフィルタのフィルタ材料からなるフィルタ層の単層で構成されている
請求項１〜６の何れかに記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記第２の光学フィルタとして、互いに透過率が異なる複数種類の第２の光学フィルタが設けられている
請求項１〜７の何れかに記載の固体撮像素子。
【請求項９】
互いに隣接する複数個のセンサ部を組にし、この組内の複数個のセンサ部の各々に対して前記第1の光学フィルタと前記複数種類の第２の光学フィルタがそれぞれ配される
請求項８記載の固体撮像素子。
【請求項１０】
前記複数種類の第２の光学フィルタは、前記カラーフィルタのフィルタ材料からなるフィルタ層の膜厚が異なる
請求項８または９記載の固体撮像素子。
【請求項１１】
基体の表層部に形成されて光電変換をなす複数個のセンサ部、これら複数個のセンサ部のうちの所定のセンサ部上に形成され、入射光をほぼ１００％の透過率で通過させる第１の光学フィルタおよび前記所定のセンサ部以外のセンサ部上に形成され、入射光を前記第１の光学フィルタよりも低い透過率で通過させる第２の光学フィルタを有する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の撮像面上に被写体からの像光を結像させる光学系と、
前記固体撮像素子から出力される前記第１の光学フィルタが配されたセンサ部の信号電荷に基づく信号と前記第２の光学フィルタが配されたセンサ部の信号電荷に基づく信号とを合成処理する信号処理回路とを具備し、
前記第２の光学フィルタの少なくとも一部は、前記第１の光学フィルタのフィルタ材料からなるフィルタ層とカラーフィルタのフィルタ材料からなるフィルタ層との積層構造である
カメラシステム。
【請求項１２】
前記第１の光学フィルタと前記第２の光学フィルタとの上面は平坦化されている
請求項1１記載のカメラシステム。
【請求項１３】
前記カラーフィルタのフィルタ材料からなるフィルタ層は、前記第１の光学フィルタのフィルタ材料にカラーフィルタの色素を混ぜ合わせた材料で形成されている
請求項１１または１２に記載のカメラシステム。
【請求項１４】
前記カラーフィルタの色素としてカーボンブラックを用いる
請求項１１〜１３の何れかに記載の固体撮像素子。
【請求項１５】
前記第２の光学フィルタとして、互いに透過率が異なる複数種類の第２の光学フィルタが設けられている
請求項１１〜１４の何れかに記載のカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子およびこれを用いたカメラシステムに関し、特に広ダイナミックレンジの固体撮像素子およびこれを撮像デバイスとして用いたカメラシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体撮像素子、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）を用いた撮像素子（以下、単にＣＣＤ撮像素子と称す）では、行列状に配置された複数個の受光部（画素）の各々において光電変換されかつ蓄積された信号電荷がその蓄積部から溢れた後は、この信号電荷に基づく信号出力が一定となることから、受光部の飽和レベル以上の入射光量に対応する信号出力が得られなくなるため、光入力に対するダイナミックレンジがあまり広くない。
【０００３】
このダイナミックレンジを拡大するために、感度の異なる２種類の受光部、例えば高感度受光部と低感度受光部とを垂直方向に隣接して交互に配置し、高感度受光部の信号電荷については受光部内でリミッタをかけてから垂直転送部に読み出し、当該垂直転送部内で高感度受光部の信号電荷と低感度受光部の信号電荷とを混合した後垂直転送し、さらに水平転送部で水平転送して出力するようにした構成の固体撮像装置がある（例えば、特開平３−１１７２８１号公報参照）。
【０００４】
上記構成の固体撮像装置では、受光部の面積を異ならせることによって高感度受光部と低感度受光部とを形成するようにしている。これに対して、各受光部上に画素単位でＮＤ(neutral density)フィルタをオンチップにて形成し、ＮＤフィルタが有る画素と無い画素とを設けることによって、画素単位で感度に違いを持たせることで広ダイナミックレンジ化を図った構成の電子内視鏡装置も知られている（特開平１１−３３１７１０号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画素単位で感度に違いを持たせるために、ＮＤフィルタが有る画素と無い画素とを形成した構造を採った後者の従来技術の場合には、ＮＤフィルタが有る画素と無い画素との間にＮＤフィルタの厚さ分の段差が生じるため、その上にオンチップにて配するカラーフィルタやマイクロレンズの形成が難しくなるという問題点があった。しかも、ＮＤフィルタとして、ある１種類の透過率を持つ光学フィルタを用いる構成となっているため、その透過率によってダイナミックレンジを拡大できる範囲もある程度制約されてしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＮＤフィルタを画素単位で形成した際のカラーフィルタやマイクロレンズのオンチップでの形成を容易にした固体撮像素子およびこれを用いたカメラシステムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による固体撮像素子は、基体の表層部に形成されて光電変換をなす複数個のセンサ部と、これらセンサ部のうちの所定のセンサ部上に形成され、入射光をほぼ１００％の透過率で通過させる第１の光学フィルタと、所定のセンサ部以外のセンサ部上に形成され、入射光を第１の光学フィルタよりも低い透過率で通過させる第２の光学フィルタとを備えた構成となっている。特に、前記第２の光学フィルタの少なくとも一部は、前記第１の光学フィルタのフィルタ材料からなるフィルタ層とカラーフィルタのフィルタ材料からなるフィルタ層との積層構造である。そして、この固体撮像素子は、カメラシステムにおいて、その撮像デバイスとして用いられる。
【０００８】
上記構成の固体撮像素子およびこれを用いたカメラシステムにおいて、第２の光学フィルタは、センサ部への入射光の光量を落とす作用をなす。したがって、第１の光学フィルタが配されたセンサ部を高感度画素とすると、この高感度画素に対して、第２の光学フィルタが配されたセンサ部は低感度画素となる。その結果、固体撮像素子からは高感度画素の信号電荷に基づく撮像信号と低感度画素の信号電荷に基づく撮像信号とがそれぞれ導出されることになる。また、センサ部の全てに対して第１，第２の光学フィルタのいずかが必ず配されることから、これら光学フィルタ層の上面が平坦となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るＣＣＤ撮像素子の構成を示す概略構成図である。
【００１０】
図１において、撮像部(撮像エリア）１１は、基体（例えば、シリコン基板）上に行列状に配置されて形成された複数個のセンサ部（画素）１２と、これらセンサ部１２の垂直列ごとに画素の配列方向に沿って設けられた複数本の垂直ＣＣＤ１３と、センサ部１２の各々と垂直ＣＣＤ１３との間に設けられ、センサ部１２から垂直ＣＣＤ１３へ信号電荷を読み出す読み出しゲート部１４とを有する構成となっている。
【００１１】
この撮像部１１において、センサ部１２は例えばＰＮ接合のフォトダイオードからなり、入射光をその光量に応じた電荷量の信号電荷に変換して蓄積する。垂直ＣＣＤ１３は、例えば４相の垂直転送パルスφＶ１〜φＶ４によって転送駆動され、読み出しゲート部１４を通して各センサ部１２から読み出された信号電荷をライン（行）単位で順に垂直方向に転送する。
【００１２】
撮像部１１の下側、即ち垂直ＣＣＤ１３による信号電荷の転送先側には、垂直ＣＣＤ１３から順に垂直転送される信号電荷を水平方向に転送する水平ＣＣＤ１５が配置されている。水平ＣＣＤ１５は、例えば２相の水平転送パルスφＨ１，φＨ２によって転送駆動される。水平ＣＣＤ１５の転送先側の端部には、例えばフローティング・ディフュージョン・アンプからなる電荷電圧変換部１６が配されている。
【００１３】
以上により、エリアセンサタイプのＣＣＤ撮像素子１０が構成されている。このＣＣＤ撮像素子１０を駆動するための駆動信号、即ち先述した垂直ＣＣＤ１３を転送駆動する４相の垂直転送パルスφＶ１〜φＶ４や、水平ＣＣＤ１５を転送駆動する２相の水平転送パルスφＨ１，φＨ２を含む各種の駆動パルスは、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１７で生成される。
【００１４】
上記構成のＣＣＤ撮像素子１０において、センサ部１２の各々には、入射光をほぼ１００％の透過率で通過させる第１の光学フィルタとこの第１の光学フィルタよりも低い透過率で入射光を通過させる第２の光学フィルタとが、例えば１ライン（１行）おきに画素単位で配されている。なお、図１において、白抜きの画素（センサ部）が第１の光学フィルタが配された画素を、ハッチングを付した画素が第２の光学フィルタが配された画素をそれぞれ示している。第１，第２の光学フィルタについては、後で詳細に説明する。
【００１５】
図２は、センサ部１２の構造の一例を示す断面図であり、図１のＸ−Ｘ´矢視断面を示している。
【００１６】
図２において、シリコン基板（基体）２１の表層部には、ＰＮ接合のフォトダイオードからなるセンサ部１２が形成されている。また、シリコン基板２１の表面には、熱酸化法やＣＶＤ法によって形成されたＳｉＯ2からなる絶縁膜２２が設けられている。この絶縁膜２２上には、アルミニウムなどからなる遮光膜２３が、センサ部１２の直上部の一部を開口した状態で形成されている。
【００１７】
絶縁膜２２上および遮光膜２３上にはさらに平坦化膜２４が形成されている。この平坦化膜２４は、ＣＶＤ法などによりＮＳＧ（シリケートガラス）、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）、ＢＰＳＧ（ホウ素リンシリケートガラス）が堆積されることによって形成され、層間絶縁膜として機能するとともに、絶縁膜２２上の凹凸をなくして平坦化する作用をなす。
【００１８】
この平坦化膜２４上には、第１，第２の光学フィルタ２５，２６が形成されている。これら光学フィルタ２５，２６は、先述したように、例えば１ラインおきに画素単位で形成される。第１のフィルタ２５は、入射光をほぼ１００％の透過率で通過させるためのフィルタである。この第１のフィルタ２５のフィルタ材料としては例えばフォトレジストが用いられる。
【００１９】
一方、第２の光学フィルタ２６は、入射光を第１の光学フィルタ２５よりも低い透過率で通過させるためのフィルタである。この第２の光学フィルタ２６のフィルタ材料としては黒色系のカラーレジストが用いられる。このカラーレジストは、例えば、赤色と青色との顔料を配合した色素をレジストに分散（含有）させることによって当該レジストを黒色系に着色したものである。
【００２０】
上記レジストと顔料との混合に際しては、第２の光学フィルタ２６のフィルタ材料となる黒色系のカラーレジストの分光特性が、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲の光に対する平均透過率が５％〜４０％とる特性になるように、その混合比を決定する。その分光特性を図３に示す。
【００２１】
なお、黒色系のカラーレジストは、上記のものに限られるものではなく、例えば、カーボンブラックをレジスト中に分散させることによって当該レジストを黒色系に着色したものであっても良い。また、着色する色素として、カーボンブラックを主成分として他の顔料系あるいは染料系を配合したものを用いるようにしても良い。
【００２２】
上記のように、フォトレジストをフィルタ材料として用いた第１のフィルタ２５と、レジストに例えば赤色と青色との顔料を配合した色素を混ぜ合わせたものをフィルタ材料として用いた第２のフィルタ２６とは、リソグラフィー法によってパターニングされることにより、行列状に配置されたセンサ部１２，１２，…の各々に対して、例えば１ラインおきに画素単位で形成される。
【００２３】
１ラインおきに画素単位で形成された第１，第２の光学フィルタ２５，２６の上には、センサ部１２，１２，…のそれぞれの直上位置にオンチップにてマイクロレンズ（以下、オンチップレンズ（ＯＣＬ;on chip lens)と称す）２７が形成される。オンチップレンズ２７は、略半球状に形成された凸レンズであり、１つのセンサ部１２に対して１つずつ形成され、外部からの入射光をセンサ部１２の受光面上に集光する作用をなす。
【００２４】
上述したように、図１に示すＣＣＤ撮像素子１０において、入射光の光量を落とす第２の光学フィルタ２６を例えば１ラインおきに各センサ部１２に配することにより、第２の光学フィルタ２６が配されたセンサ部１２の感度が低下するため、高感度の画素行と低感度の画素行とが１行（１ライン）おきに交互に配されることになる。
【００２５】
これにより、センサ部１２の各々の信号電荷を垂直ＣＣＤ１３に読み出し、当該垂直ＣＣＤ１３で垂直転送し、さらに水平ＣＣＤ１５で水平転送した後、電荷電圧変換部１６で信号電荷を信号電圧に変換して得られるＣＣＤ出力として、通常の入射光量に基づく撮像信号と第２の光学フィルタ２６を通過した低い入射光量に基づく撮像信号とがライン単位で交互に導出される。
【００２６】
このように、センサ部１２の各々に画素単位で感度に違いを持たせ、入射光量の差に対応した撮像信号を例えばライン単位で交互に得る構成のＣＣＤ撮像素子１０によれば、これらの撮像信号に対して後段の信号処理系で合成処理などの信号処理を施すことにより、光入力に対する広ダイナミックレンジ化を図ることができる。
【００２７】
特に、本実施形態に係るＣＣＤ撮像素子１０では、第２の光学フィルタ２６を画素単位で配するだけでなく、当該光学フィルタ２６が配されない画素に対しては入射光をほぼ１００％の透過率で通過させる第1の光学フィルタ２５を配するようにしたことにより、図２の断面図から明らかなように、これら光学フィルタ層の上面を平坦化できるため、その上に配するオンチップレンズ２７を容易に形成できることになる。
【００２８】
ところで、第２の光学フィルタ２６の分光特性は、図４（Ａ）に示すように、透過率が波長依存性を持っている。なお、図４（Ａ）の分光特性は、図３の分光特性を簡略化して示したものである。これに対して、第２の光学フィルタ２６のフィルタ材料に、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）等の原色系カラーフィルタや、イエロー（Ｙｅ）、グリーン（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）等の補色系カラーフィルタの色素を混ぜ合わせることにより、図４（Ｂ）に示すように、透過率が波長依存性のない、フラットな分光特性とすることができる。
【００２９】
また、カラーフィルタの色素を混ぜ合わせなくても、図４（Ａ）の分光特性を持つ第２の光学フィルタ２６のフィルタ材料からなるフィルタ層に、原色系または補色系のカラーフィルタのフィルタ材料からなるフィルタ層を積層することによっても、図４（Ｂ）に示すように、透過率が波長依存性のない、フラットな分光特性を得ることができる。このように、第２の光学フィルタ２６の分光特性を透過率が波長依存性のない、フラットなものとすることにより、色再現性を向上できる。
【００３０】
なお、上記実施形態では、第１，第２の光学フィルタ２５，２６を、センサ部１２の各々に対して１行おきに形成するとしたが、これに限定されるものではなく、図５（Ａ）に示すように１列おきに形成する構成や、図５（Ｂ）に示すように行および列の両方向において１画素おきに形成する構成とすることも可能である。いずれの場合にも、センサ部１２の各々に対して、隣接する画素間で感度に差を持たせることができる。
【００３１】
また、上記実施形態においては、第２の光学フィルタ２６の透過率を１種類に設定した場合を例にとって説明したが、互いに隣接する複数個のセンサ部１２を組にし、この組内の複数個のセンサ部１２の各々に対して透過率が異なる第２の光学フィルタ２６を配するようにすることも可能である。
【００３２】
一例として、図６に示すように、行方向に２画素、列方向に２画素の計４（２×２）画素を組にし、この（２×２）画素を単位とする。そして、（２×２）画素において、一方の対角線上に位置する２画素には第１の光学フィルタ２５を、他方の対角線上に位置する２画素には透過率が異なる第２の光学フィルタ２６をそれぞれ配するようにする。
【００３３】
第２の光学フィルタ２６の透過率を２種類に設定するには、例えば図７に示すように、２種類の光学フィルタ２６，２６´の厚みをｔ１，ｔ２とした場合に、ｔ１＞ｔ２の関係になるように２種類の光学フィルタ２６，２６´の厚みｔ１，ｔ２を設定するようにする。すなわち、第２の光学フィルタ２６の透過率は、当該光学フィルタの材質や厚みなどによって変化することから、２種類の光学フィルタ２６，２６´の厚みｔ１，ｔ２を異ならせることにより、２種類の透過率を簡単に設定できることになる。
【００３４】
このように、第２の光学フィルタ２６，２６´の厚みに違いを持たせて異なる透過率を設定する場合には、厚みの薄い方の光学フィルタ２６´上に、図７から明らかなように、第１の光学フィルタ２５のフィルタ材料からなるフィルタ層２５´をｔ１−ｔ２の厚み分だけ積層するようにする。これにより、光学フィルタ層の上面を平坦化できるため、先の実施形態の場合と同様に、その上に配するオンチップレンズ２７の形成が容易になる。なお、図７は、図６のＹ−Ｙ´矢視断面図である。
【００３５】
また、透過率をさらに多段階に設定する場合の例としては、例えば図８に示すように、行方向に２画素、列方向に２画素の計４（２×２）画素を組にし、そのうちの１画素に透過率がほぼ１００％の第１の光学フィルタ２５を配し、残りの３画素に透過率が異なる第２の光学フィルタ２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを配する構成が考えられる。このとき、光学フィルタ２５，２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃの各透過率Ｔ１（≒１００％），Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の大小関係は、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ４となる。
【００３６】
なお、図８に示した４画素の組において、透過率が異なる光学フィルタ２５，２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃの配置関係は一例に過ぎず、任意に設定可能である。また、第２の光学フィルタ２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃについては、例えば各フィルタの厚みを異ならせることで透過率を任意に設定できる。この場合にも、先述した場合と同様に、第１の光学フィルタ２５に対して厚みが薄い分だけ当該光学フィルタ２５のフィルタ材料からなるフィルタ層を積層することで、光学フィルタ層の上面の平坦化を図るようにすれば良い。
【００３７】
このように、第２の光学フィルタ２６として、互いに透過率が異なる複数種類のフィルタを設けることにより、光入力に対するＣＣＤ撮像素子１０のダイナミックレンジを単に拡大できるだけでなく、そのダイナミックレンジの拡大率を大きく設定できる利点がある。
【００３８】
なお、上記実施形態では、モノクロ対応のＣＣＤ撮像素子１０に適用した場合を例にとって説明したが、図９に示すように、第１，第２の光学フィルタ２５，２６からなる光学フィルタ層上にカラーフィルタ２８を積層し、その上にオンチップレンズ２７を形成することにより、カラー対応のＣＣＤ撮像素子とすることもできる。
【００３９】
カラー対応のＣＣＤ撮像素子の場合にも、センサ部１２の各々に対して画素単位で第１，第２の光学フィルタ２５，２６を形成し、その光学フィルタ層の上面を平坦化することにより、その上に配するカラーフィルタ２８およびオンチップレンズ２７の形成が容易になる。
【００４０】
図１０（Ａ），（Ｂ）にＲ，Ｂ，Ｇ等の原色系カラーフィルタの配列例を、図１１（Ａ），（Ｂ）に、Ｙｅ，Ｇ，Ｃｙ等の補色系カラーフィルタの配列例をそれぞれ示す。また、図１０および図１１において、（Ａ）は横ストライプのカラーコーディングの場合を、（Ｂ）は縦ストライプのカラーコーディングの場合をそれぞれ示している。
【００４１】
図１０（Ａ）および図１１（Ａ）に示す横ストライプのカラーフィルタ配列の場合には、センサ部の各々に対して第１，第２の光学フィルタ２５，２６が１列おきに形成される。また、図１０（Ｂ）および図１１（Ｂ）に示す縦ストライプのカラーフィルタ配列の場合には、センサ部の各々に対して第１，第２の光学フィルタ２５，２６が１行おきに形成される。これらの図において、白抜きの画素が第１の光学フィルタ２５が形成される画素を、ハッチングを付した画素が第２の光学フィルタ２６が形成される画素をそれぞれ示している。
【００４２】
図１０および図１１から明らかなように、同じ色のカラーフィルタに対してその配列方向において第１，第２の光学フィルタ２５，２６が１画素おきに交互に形成されることになる。この場合のＣＣＤ撮像素子は、センサ部の各々から読み出した信号電荷を垂直ＣＣＤ１３中で加算することなく、独立に転送して読み出す全画素読み出し方式のデバイスとなる。
【００４３】
図１２は、本発明に係るカメラシステムの一例を示す概略構成図である。本カメラシステムは、撮像デバイスであるＣＣＤ撮像素子３１、光学系の一部を構成するレンズ３２、ＣＣＤ撮像素子３１を駆動するＣＣＤ駆動回路３３およびＣＣＤ撮像素子３１の撮像信号に対して各種の信号処理をなす信号処理回路３４を有し、ＣＣＤ撮像素子３１として先の実施形態に係るＣＣＤ撮像素子１０を用いた構成となっている。
【００４４】
かかる構成のカメラシステムにおいて、被写体（図示せず）からの入射光（像光）は、光学系のレンズ３２によってＣＣＤ撮像素子３１の撮像面上に結像される。ＣＣＤ撮像素子３１は、先述したように、各画素の入射光量を異ならせることによって高感度の画素と低感度の画素を有する構成となっている。そして、このＣＣＤ撮像素子３１からは、高感度画素の信号電荷に基づく撮像信号と低感度画素の信号電荷に基づく撮像信号とが出力される。
【００４５】
ＣＣＤ駆動回路３３は、図１に示すタイミングジェネレータ１７などを含み、ＣＣＤ撮像素子３１の駆動、即ち各画素からの信号電荷の読み出し、垂直転送、水平転送などの駆動を行う。信号処理回路３４は、ＣＣＤ撮像素子３１から出力される撮像信号に対して相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理などの信号処理を行う外、高感度画素の信号電荷に基づく撮像信号と低感度画素の信号電荷に基づく撮像信号とを合成する処理を行う。
【００４６】
このように、撮像デバイスとして先の実施形態に係るＣＣＤ撮像素子１０を用いるとともに、このＣＣＤ撮像素子から出力される高感度画素の信号電荷に基づく撮像信号と低感度画素の信号電荷に基づく撮像信号とを合成処理することにより、ＣＣＤ撮像素子の各画素での信号電荷の蓄積量に制約されることなく、広ダイナミックレンジのカメラシステムを実現できる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入射光の光量を落とす第２の光学フィルタを画素単位で配するだけでなく、当該光学フィルタが配されない画素に対しては入射光をほぼ１００％の透過率で通過させる第1の光学フィルタを配するようにしたことにより、これら光学フィルタ層の上面を平坦化できるため、その上に配されるカラーフィルタやオンチップレンズを容易に形成できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるＣＣＤ撮像素子の一例を示す概略構成図である。
【図２】センサ部の構造の一例を示す断面図であり、図１のＸ−Ｘ´矢視断面を示している。
【図３】第２の光学フィルタの分光特性の一例を示す図である。
【図４】透過率の波長依存性が有る場合（Ａ）と無い場合（Ｂ）の分光特性を示す図である。
【図５】第１，第２の光学フィルタの他の配置例を示す図である。
【図６】第２の光学フィルタの透過率を異ならせる例を示す図である。
【図７】透過率を異ならせる場合のセンサ部の構造の一例を示す断面図であり、図６のＹ−Ｙ´矢視断面を示している。
【図８】透過率を異ならせる場合の各フィルタの配置例を示す図である。
【図９】カラー対応のＣＣＤ撮像素子におけるセンサ部の構造を示す断面図である。
【図１０】原色系カラーフィルタの配置例を示す図である。
【図１１】補色系カラーフィルタの配置例を示す図である。
【図１２】本発明に係るカメラシステムの一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０，３１…ＣＣＤ撮像素子、１２…センサ部、１３…垂直ＣＣＤ、１５…水平ＣＣＤ、２５…第１の光学フィルタ、２６，２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ…第２の光学フィルタ、２７…オンチップレンズ（ＯＣＬ）、２８…カラーフィルタ、３３…ＣＣＤ駆動回路、３４…信号処理回路
【図１】
0004556273.tif 000002
【図２】
0004556273.tif 000003
【図３】
0004556273.tif 000004
【図４】
0004556273.tif 000005
【図５】
0004556273.tif 000006
【図６】
0004556273.tif 000007
【図７】
0004556273.tif 000008
【図８】
0004556273.tif 000009
【図９】
0004556273.tif 000010
【図１０】
0004556273.tif 000011
【図１１】
0004556273.tif 000012
【図１２】
0004556273.tif 000013