(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色に対して分光感度を有するカラー撮像装置であって、Ｂの分光感度が、青色波長領域における主感度と、波長領域５７５ｎｍから６２０ｎｍにおいて前記主感度の最大値の５％から４０％の間の最大値を有する副感度とを有するように、Ｂのカラーフィルタを、透明樹脂と、該透明樹脂中に分散したアルミニウムフタロシアニン顔料の微粒子とＰＶ２３顔料の微粒子とを含んで構成したカラー撮像装置。
【請求項２】
Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色に対して分光感度を有するカラー撮像装置であって、Ｂの分光感度が、青色波長領域における主感度と、波長領域５７５ｎｍから６２０ｎｍにおいて前記主感度の最大値の１０％から３０％の間の最大値を有する副感度とを有するように、Ｂのカラーフィルタを、透明樹脂と、該透明樹脂中に分散したアルミニウムフタロシアニン顔料の微粒子とＰＶ２３顔料の微粒子とを含んで構成したカラー撮像装置。
【請求項３】
さらに、波長６２０ｎｍ以上にもれ感度を有しており、該もれ感度のピーク値が、前記主感度の最大値の１０％以下であるように、Ｂのカラーフィルタを、透明樹脂と、該透明樹脂中に分散したアルミニウムフタロシアニン顔料の微粒子とＰＶ２３顔料の微粒子とを含んで構成した請求項１又は２に記載のカラー撮像装置。
【請求項４】
さらに、波長６２０ｎｍ以上にもれ感度を有しており、該もれ感度のピーク値が、前記主感度の最大値の５％以下であるように、Ｂのカラーフィルタを、透明樹脂と、該透明樹脂中に分散したアルミニウムフタロシアニン顔料の微粒子とＰＶ２３顔料の微粒子とを含んで構成した請求項１又は２に記載のカラー撮像装置。
【請求項５】
２次元平面上に整列配置された複数の光電変換素子とその上に配置されたＲ，Ｇ、Ｂのカラーフィルタとを含むカラー撮像素子であって、Ｂの分光感度が、青色波長領域における主感度と、波長領域５７５ｎｍから６２０ｎｍにおいて前記主感度の最大値の１０％から３０％の間の最大値を有する副感度と、波長６２０ｎｍ以上にもれ感度を有しており、該もれ感度のピーク値が、前記主感度の１０％以下であるように、Ｂのカラーフィルタを、透明樹脂と、該透明樹脂中に分散したアルミニウムフタロシアニン顔料の微粒子とＰＶ２３顔料の微粒子とを含んで構成したカラー撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー撮像装置に関し、特にデジタルスチルカメラなどのカラー撮像装置における肌色の色再現性を向上する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルスチルカメラなどのカラー撮像装置が盛んに利用されてきている。最近ではＣＣＤ固体撮像装置やＣＭＯＳ型固体撮像装置を用い、１００万画素を超える画素数を有するカラー撮像装置が広まっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
カラー撮像装置の被写体として最も多く対象となるのは人間、特にその顔であろう。従って、肌色の色再現性はきわめて重要である。
【０００４】
一般的なカラー撮像装置、特にＣＣＤ固体撮像装置やＣＭＯＳ型固体撮像装置などを用いたデジタルカメラのカラーフィルタなどの素子構造や信号処理回路は、太陽光（例えば、Ｄ６５：６５００Ｋのデイライトなど）下において撮影した場合に肌色に関する良好な色再現性が得られるように設計されている。
【０００５】
ところが、実際には屋外撮影の他に室内撮影も行われる。室内撮影においては、例えば、蛍光灯下又は白熱灯下において撮影する場合が多い。このような太陽光以外の光源下における色再現性については従来、十分には検討されていなかった。
【０００６】
とりわけ、日本において普及している普通型蛍光灯（Ｆ６）下や、欧米で照明として良く用いられる白熱灯下における肌色の色再現性については改善する必要がある。
【０００７】
本発明は、太陽光下のみでなく、普通型蛍光灯（Ｆ６）下や、白熱灯下においても肌色の色再現性が良好なカラー撮像装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色に対して分光感度を有するカラー撮像装置であって、Ｂの分光感度が、青色波長領域における主感度と、波長領域５７５ｎｍから６２０ｎｍにおいて前記主感度の最大値の５％から４０％の間の最大値を有する副感度とを有するように、Ｂのカラーフィルタを、透明樹脂と、該透明樹脂中に分散したアルミニウムフタロシアニン顔料の微粒子とＰＶ２３顔料の微粒子とを含んで構成したカラー撮像装置が提供される。
【０００９】
本発明の他の観点によれば、２次元平面上に整列配置された複数の光電変換素子とその上に配置されたＲ，Ｇ、Ｂのカラーフィルタとを含むカラー撮像素子であって、Ｂの分光感度が、青色波長領域における主感度と、波長領域５７５ｎｍから６２０ｎｍにおいて前記主感度の最大値の１０％から３０％の間の最大値を有する副感度と、波長６２０ｎｍ以上にもれ感度を有しており、該もれ感度のピーク値が、前記主感度の１０％以下であるように、Ｂのカラーフィルタを、透明樹脂と、該透明樹脂中に分散したアルミニウムフタロシアニン顔料の微粒子とＰＶ２３顔料の微粒子とを含んで構成したカラー撮像装置が提供される。
【００１０】
（１）Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色に対して分光感度を有するカラー撮像装置であって、Ｂの分光感度が、青色波長領域における主感度と、波長領域５７５ｎｍから６２０ｎｍにおいて前記主感度の最大値の５％から４０％の間の最大値を有する副感度と、を有しているカラー撮像装置、（２）Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色に対して分光感度を有するカラー撮像装置であって、Ｂの分光感度が、青色波長領域における主感度と、波長領域５７５ｎｍから６２０ｎｍにおいて前記主感度の最大値の１０％から３０％の間の最大値を有する副感度と、を有しているカラー撮像装置、（３）さらに、波長６２０ｎｍ以上にもれ感度を有しており、該もれ感度のピーク値は、前記主感度の最大値の１０％以下であるカラー撮像装置、（４）さらに、波長６２０ｎｍ以上にもれ感度を有しており、該もれ感度のピーク値が、前記主感度の最大値の５％以下であるカラー撮像装置、（５）２次元平面上に整列配置された複数の光電変換素子とその上に配置されたＲ，Ｇ、Ｂのカラーフィルタとを含むカラー撮像素子であって、Ｂの分光感度が、青色波長領域における主感度と、波長領域５７５ｎｍから６２０ｎｍにおいて前記主感度の最大値の１０％から３０％の間の最大値を有する副感度と、波長６２０ｎｍ以上にもれ感度を有しており、該もれ感度のピーク値は、前記主感度の１０％以下であるカラー撮像装置、を用いると、太陽光下のみでなく普通型蛍光灯（Ｆ６）下や白熱灯下における肌色の色再現性も向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
発明者は、一般的なカラー撮像装置、例えばデジタルカメラの分光感度特性に着目した。
【００１２】
図１は、分光分析法により測定した一般的なデジタルスチルカメラの分光感度特性の一例である。横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は相対感度（ａ．ｕ．）である。図１には、Ｂについて２種類の分光感度特性Ｂ−１及びＢ−２を示している。Ｂ−１は、５６０ｎｍ以上の長波長においてほとんど感度を有していない。Ｂ−２は、わずかな、もれ感度を有している。より詳細には、５６０ｎｍから６７０ｎｍにかけてのかなり広い波長範囲で、Ｂの最大感度に対してほぼ８％程度の感度を有するもれ感度が存在する。Ｂ−１及びＢ−２のいずれの分光感度特性も実用化されている。いずれの分光感度特性においても、太陽光（Ｄ６５など）下において撮影した場合に色再現性が良くなるように、それぞれリニアマトリックスと色差マトリックスとを最適化している。
【００１３】
図２は、デジタルスチルカメラで記録した肌色の色度点（ａ*，ｂ*）の例を示すとともに、Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号値の変動により、肌の色度点がどのように変化するのかを示している。
【００１４】
肌色を構成するＲ，Ｇ，Ｂ信号のうちＧ信号値だけを大きくすると、肌の色度点はラインＬ１上を左上方向に移動し、色相角θは大きくなる。また、Ｂ信号値だけを大きくすると、肌の色度点はラインＬ３上を下降し、色相角θは小さくなる。
【００１５】
図１に示すように、Ｂの分光感度（Ｓｂ）に波長域５６０ｎｍから６７０ｎｍにかけてのもれ感度が存在する前述のＢ−２の場合には、白熱灯下での色度点は図２にＩで示す点にくる。点Ｉにおいては、Ｂ信号値が大きすぎて色相角θが小さくなっている。一方、蛍光灯（Ｆ６）下における色度点は、例えば、図２においてＰ２で示される。主としてＧ信号値が大きすぎて色相角θが大きくなっている。
【００１６】
図３に各種の光源の放射エネルギー（縦軸：任意単位）と波長（横軸）との関係を示す。
【００１７】
図３に示すように、Ｄ６５の放射エネルギー分布は、３８０ｎｍから７８０ｎｍの可視波長域において、４５０ｎｍ付近をピークとして長波側へなだらかに下降する形となっている。
【００１８】
白熱灯から出射される光の放射エネルギー分布は、可視域において短波側から長波側にかけて、単調に放射エネルギーが高くなっていく。普通型蛍光灯から出射される光の放射エネルギー分布Ｆ６は、全体として５８０ｎｍ付近にピークを有するブロードなピークと、４０５ｎｍと４３５ｎｍ及び５４５ｎｍ付近に存在する鋭いピークとを有している。
【００１９】
３波長型蛍光灯のうちの1種から出射される光のエネルギーは、Ｆ１０で示され、別の３波長型蛍光灯の1種から出射される光のエネルギーは、Ｆ１２で示され、Ｆ１０及びＦ１２のいずれも、波長５４５ｎｍ付近及び波長６１０ｎｍ付近に特に鋭いピークを有している。
【００２０】
図３に示すように、白熱灯（Ｉ）は、長波長側に向けて放射エネルギーが徐々に高くなる特性を有している。従って、長波長領域にＢの分光感度がもれ感度を有していると、Ｄ６５の場合に比べて白熱灯下では、長波長側でのもれ感度の影響が大きくでる。従って、白熱灯下では、Ｂ信号がより多く乗ってしまう。
【００２１】
具体的には、５８０ｎｍよりも長波側、特に６２０ｎｍよりも長波長側のもれが大きく影響する。Ｂの分光感度に関しては、６２０ｎｍ以上の波長域におけるもれ感度をなるべく抑えるのが好ましい。
【００２２】
図４に分光感度（Ｓｂ，Ｓｇ，Ｓｒ：右横軸）とエネルギー（Ｄ６５×ＰおよびＦ６×Ｐ：左横軸）の波長依存性を示す。但し縦軸の単位は任意である。Ｐは、平均的な肌の分光反射率（％）である。Ｄ６５×Ｐは、Ｄ６５の放射エネルギーに平均的な肌色の反射率Ｐをかけた値、即ち、Ｄ６５下において、平均的な肌から反射されてデジタルカメラに入射する光の強度であり、波長により変化する値である。同様に、Ｆ６×Ｐは、Ｆ６の放射エネルギーに平均的な肌色の反射率Ｐをかけた値、即ち、Ｆ６下において、平均的な肌から反射されてデジタルカメラに入射する光の強度であり、波長により変化する値である。
【００２３】
図４には、さらに、Ｄ６５の放射エネルギーと波長依存性を持たないグレーの反射率Ｇｒとをかけた値Ｄ６５×Ｇｒおよび、Ｆ６の放射エネルギーと波長依存性を持たないグレーの反射率Ｇｒとをかけた値Ｆ６×Ｇｒを示している。Ｄ６５×Ｇｒは、Ｄ６５下において、グレーから反射されてデジタルカメラに入射する光の強度であり、波長により変化する値である。Ｆ６×Ｇｒは、Ｆ６下において、グレーから反射されてデジタルカメラに入射する光の強度であり、波長により変化する値である。Ｇｒは、波長によらず一定の反射率を有するグレーの反射率（％）である。
【００２４】
図１に示すような従来のＢの分光感度特性（Ｂ−２）を持つと、図２に示すようにＦ６下での肌色は色相角が大きくて緑味に見える。別の従来のＢ分光感度Ｂ−１においてはさらにこの傾向が強い。この色相角θのずれは、肌色のＢ信号値を増やすことにより修正できる。
【００２５】
Ｄ６５撮影の場合において、グレーバランス（ホワイトバランス）をとった状態で肌色が適切な色度点にくるようにマトリックスによる調整を行なっている。そのマトリックスを固定してＦ６撮影を行なうと、グレーバランスをとった状態での肌色の色相角が大きくなってしまうが、この色相角θが小さくなるように修正するために、Ｆ６撮影時の肌色だけＢ信号値を増やすことを考える。
【００２６】
図４においては、Ｄ６５×Ｐ、Ｆ６×Ｐ、Ｄ６５×Ｇｒ、およびＦ６×Ｇｒは、Ｇ分光感度Ｓｇを通して見た値が同一値になるように、それぞれに定数をかけて求めた値を示している。即ち、∫Ｓｇ×Ｄ６５×Ｐ・ｄλ＝∫Ｓｇ×Ｆ６×Ｐ・ｄλ＝∫Ｓｇ×Ｄ６５×Ｇｒ・ｄλ＝∫Ｓｇ×Ｆ６×Ｇｒ・ｄλの関係が成り立っている。言い換えると、Ｄ６５下の肌色のＧ信号値、Ｆ６下の肌色のＧ信号値、Ｄ６５下のグレーのＧ信号値、およびＦ６下のグレーのＧ信号値は全て同一値となっている。
【００２７】
Ｂ分光感度Ｓｂに、Ｆ６×ＰがＤ６５×Ｐよりも高くなっている波長域における副感度を付与すると、Ｆ６下の肌色のＢ信号値の増加分は、Ｄ６５下での肌色のＢ信号値の増加分よりも大きくすることが出来る。従って、Ｄ６５下の肌色を、元の適切な色度点に色差マトリックスの調節にて戻す（Ｂ信号値の増加分に相当する色相角の増加分を０にする）処理を行なった後でも、Ｆ６の肌色の色度点は元のＦ６の色度点よりもＢ信号値の多い点、即ち色相角の小さい点に留まることになる。このような波長域とは、図４において左下がりの斜線領域、即ち、レンジＲ１で示される５４０ｎｍから６２０ｎｍの波長域である。
【００２８】
ところで、上記のようにＦ６×Ｐ＞Ｄ６５×Ｐとなる波長範囲においてＢの副感度を持たせると、Ｂの感度が増加することによりグレーバランスがくずれる。グレーバランスがくずれた状態において、再度グレーバランスをとると、Ｆ６×ＰのＢ信号値も再び減少してしまう。
【００２９】
再度グレーバランスをとった際に、Ｆ６下の肌色のＢ信号値を元の値（Ｂに副感度がない場合の値）よりも大きくするには、Ｆ６×Ｐの方がＦ６×Ｇｒよりも高い波長域にＢの副感度を持たせれば良い。このような波長域とは、図４において右下がりの斜線領域、即ち、図４においてレンジ２で示される５７５ｎｍ以上の波長を有する波長域である。
【００３０】
以上より、Ｆ６×Ｐ＞Ｄ６５×Ｐであり、かつ、Ｆ６×Ｐ＞Ｆ６×Ｇｒである波長領域、即ち、図４においてレンジＲ３で示される領域、即ち、５７５ｎｍから６２０ｎｍの波長領域にＢの副感度を設ければ良いことがわかった。
【００３１】
尚、前述のように、Ｂの分光感度に関しては６２０ｎｍ以上の波長領域におけるもれ感度があまり大きくない方が好ましい。６２０ｎｍ以上の波長領域に大きなもれ感度が存在すると、長波長側での放射エネルギーが高い白熱灯下において、肌色にＢ信号が余分にのり、青味の（色相角θの小さい）肌になってしまうからである。
ここで、６２０ｎｍ以上の波長領域におけるもれ感度は、当該もれ感度のピーク値が、青色波長領域における主感度の最大値の１０％以下であることが望ましく、５％以下であることがより望ましい。
【００３２】
一方、３波長型蛍光灯（Ｆ１０やＦ１２）下においては、Ｂ感度の長波長域でのもれ感度が少ないほど、肌色の色相角θが大きくなる傾向にある。（図９のＢ−１参照。）
図３に示すように、Ｆ１０とＦ１２とは、波長６１０ｎｍ近傍に放射エネルギーの大きなピークを有している。このピークはＤ６５、Ｆ６、あるいは白熱灯のいずれよりも高いので、このピーク波長域にＢの感度（副感度）を少し持たせれば、Ｆ１０やＦ１２の肌色の色相角θを選択的に少し下げることが出来る。５７５ｎｍから６２０ｎｍのＢの副感度は、Ｆ１０やＦ１２のピークが存在する６１０ｎｍ前後の波長域では適度に小さい方が好ましい。
【００３３】
より具体的には、Ｂが、５７５ｎｍから６２０ｎｍの波長範囲、より好ましくは５８０ｎｍから６１５ｎｍの範囲に副感度を有しているのが、上記の種々の光源下において肌色を良く再現することができる条件と考えられる。
ここで、５７５ｎｍから６２０ｎｍの波長範囲における副感度は、青色波長領域における主感度の最大値の５％から４０％の間の最大値を有することが望ましく、１０％から３０％の間の最大値を有することがより望ましい。
【００３４】
以上に述べた考察に基づき、以下に本実施の形態によるカラー撮像装置について図５から図７までを参照して説明する。
【００３５】
図５は、カラー撮像装置（デジタルスチルカメラ）の概略的な構造を示す図である。カラー撮像装置Ｃは、撮像装置Ｂと信号処理部Ｄと、記憶装置（画像信号記憶部）１６１と、表示装置（モニタディスプレイ）１６３とを含む。撮影レンズ１３５と封止板１１１との間に、赤外線カットフィルタ１４１が配置されている。封止板１１１は、例えば特殊な面方位にカットされた水晶板が用いられ、ローパスフィルタとしての機能を兼ねる。
【００３６】
撮像装置Ｂにより撮影された画像の信号は、信号処理部Ｄにおいて処理される。赤外線カットフィルタは、波長６５５ｎｍ（透過率が５０％となる波長）以上における透過率を低減させる。チップキャリア１００内に固体撮像装置１１０が収容されている。チップキャリア１００上を封止板１１１で封じる。撮像装置Ｂにより撮影された画像の信号は、信号処理部Ｄにおいて処理される。
【００３７】
信号処理部Ｄは、例えば、Ａ／Ｄ変換回路１５１と、Ａ／Ｄ変換回路１５１により変換されたデジタル信号を記憶する画像記憶部１５３と、画像記憶部１５３に記憶されているデジタル信号を処理する画像信号処理部（マイクロプロセッサ）１５５と、画像記憶部１５３に記憶されているデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換回路１５７とを含んでいる。
【００３８】
記憶装置１６１は、例えば半導体メモリであり、画像信号を保存しておくことができるとともに、他の装置において画像信号を再生等する際に用いられる。
【００３９】
表示装置１６３は、例えば液晶表示装置であり、画像信号を実際の画像として再生させることができる。例えば、デジタルスチルカメラにおける動画モニターとして用いることができる。
【００４０】
以下、ＣＣＤ固体撮像装置を例にして、固体撮像装置の構造について説明する。
【００４１】
図６は、ＣＣＤ固体撮像装置の代表例として示したハニカムＣＣＤカラー撮像装置の平面図である。図７（Ａ）から図７（Ｃ）は、ハニカムＣＣＤカラー撮像装置の製造工程を示す断面図である。
【００４２】
図６に示すように、ハニカムＣＣＤカラー撮像装置１１０は、半導体基板６の表面が形成する２次元平面上に、多数個の光電変換素子７が一定のピッチで複数列、複数行に亘って配列されている。光電変換素子７が列方向に並んで１つの光電変換素子列を形成している。光電変換素子７が行方向に並んで１つの光電変換素子行を形成している。光電変換素子７に隣接して矢印方向に電荷を読み出すための読み出しゲート７ａが形成されている。
【００４３】
１つの光電変換素子列を構成している複数個の光電変換素子の各々は、それと行方向に隣接する光電変換素子列を構成している光電変換素子に対し、列方向に約１／２ピッチずれている。１つの光電変換素子行を構成している複数個の光電変換素子の各々は、それと列方向に隣接する光電変換素子行を構成している光電変換素子に対し、行方向に約１／２ピッチずれている。
【００４４】
各光電変換素子７に蓄積された信号電荷を転送するために、複数本の垂直電荷転送チャネル２１が形成されており、各垂直電荷転送チャネル２１は、行方向に隣接する光電変換素子列の間を蛇行しつつ、列方向に延びている。垂直電荷転送チャネル層２１は、例えば半導体基板６に形成されたｎ型半導体層である。
【００４５】
垂直電荷転送チャネル２１の上には、水平方向に延びる複数本の第１の垂直電荷転送電極２７ａと、これと列方向に隣接する第２の垂直電荷転送電極２７ｂとが蛇行するように形成されている。第１の垂直電荷転送電極２７ａと第２の垂直電荷転送電極２７ｂとは、行方向に延びる直線に対して線対称に形成されており、第１の垂直電荷転送電極２７ａと第２の垂直電荷転送電極２７ｂとが一組になって、これが多数組列方向に繰り返し形成されている。一組の垂直電荷転送電極２７ａ、２７ｂの間に形成されるほぼ六角形の隙間および、垂直電荷転送電極２７ｂ、２７ａの間に形成されるほぼ六角形の隙間のそれぞれに、上記の光電変換素子７の各々が位置する。
【００４６】
以上のように、多数個の光電変換素子７および複数本の電荷転送電極をハニカム状に形成することにより、画素密度を向上させることができる。
【００４７】
垂直電荷転送チャネル２１は光電変換素子列から下方に突出しており、垂直電荷転送チャネル２１の下端には、これと接続する水平電荷転送チャネル５３が形成されている。垂直電荷転送チャネル２１のうち光電変換素子列から突出する位置から水平電荷転送チャネル５３に接続されている位置までの間に、水平方向に延びる電荷転送電極３２−１から３２−５までが垂直方向に隣接して形成されている。電荷転送電極３２−４と３２−５とは共通接続されている。電荷転送電極３２−４下の半導体層中に、低濃度のｎ型半導体層又はｐ型半導体層により第１のバリア層Ｂ１（斜線が施される）が形成されている。
【００４８】
最終の電荷転送電極３２−５と垂直方向に隣接するとともに、水平方向に沿うように水平電荷転送チャネル５３が形成されている。水平電荷転送チャネル５３の一端には出力アンプ６１が形成されている。水平電荷転送チャネル５３は、高濃度のｎ型半導体層５３ａと低濃度のｎ型半導体層５３ｂとを含む。高濃度のｎ型半導体層５３ａは、島状の領域に複数形成されており、各々が１本の垂直電荷転送チャネル２１の一端と近接し、それと向かい合う。低濃度のｎ型半導体層５３ｂは、少なくとも複数本、例えば全ての垂直電荷転送チャネル２１の一端とそれぞれ隣接するように水平方向に延びる領域と、この水平方向に延びる領域から枝分かれする複数の分枝部分とを有している。
【００４９】
分枝部分のそれぞれは、水平方向に隣接する高濃度のｎ型半導体層５３ａを分割するように垂直方向に延びている。低濃度のｎ型半導体層５５ｂは、第２のバリア層Ｂ２（斜線部）を形成している。低濃度のｎ型半導体層の代わりにｐ型半導体層を用いても良い。
【００５０】
高濃度のｎ型半導体層５３ａ上に形成された島状の第１の水平電荷転送電極５５ａと、低濃度のｎ型半導体層５３ｂ上に形成された第２の水平電荷転送電極５５ｂとが、水平方向に交互に並んでいる。水平電荷転送電極は、５５ａ−１、５５ｂ−１、５５ａ−２、５５ｂ−２という順番で水平方向に並ぶ。
【００５１】
第１の水平電荷転送電極５５ａ−１から５５ａ−８までと第２の水平電荷転送電極５５ｂ−１から５５ｂ−８までが１セットになり、これらが複数セット配置されている。
【００５２】
水平方向に隣接する水平電荷転送電極、例えば水平電荷転送電極５５ａ−１と５５ｂ−１とが共通に接続され、２相駆動可能な電極群を形成している。但し、本構成においては、１セット当たり８本の駆動信号供給線が設けられている。図では左側から順にφＨ１からφＨ８までの電圧が印加できるようになっている。
【００５３】
図７（Ａ）から図７（Ｃ）までは、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ'線断面図である。図７（Ｃ）はカラー撮像素子の断面図であり、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）を参照して図７（Ｃ）に至るまでの製造工程を説明する。
【００５４】
図７（Ａ）に示すように、半導体基板６上にｐ型半導体層１５を形成する。ｐ型半導体層１５に、ｐ型半導体層１５とともに光電変換素子（フォトダイオード）７を構成するｎ型半導体層１７を形成する。ｎ型半導体層１７に近接してｎ型半導体層により垂直電荷転送チャネル２１が形成される。両者の間に読み出しゲート７ａが形成される。ｎ型半導体層１７及び垂直電荷転送チャネル２１の外側に、高不純物濃度のｐ型半導体層によりチャネルストッパ層２３を形成する。
【００５５】
ｐ型半導体層１５上にゲート酸化膜２５を形成する。ゲート酸化膜２５上であって、垂直電荷転送チャネル層２３の上の領域に、電荷転送電極２７ａ、２７ｂを多結晶シリコンにより形成する。電荷転送電極２７ａ、２７ｂ上にも絶縁膜２５ａを形成し、その上に光電変換素子７の一部を構成するｎ型半導体層１７の表面上の絶縁膜２５上を露出する開口を有するとともに、電荷転送電極２７ａ及び２７ｂと垂直電荷転送チャネル層２３との上を覆う遮光膜３１を形成する。上記の構造を覆って、平坦化膜３０を形成する。
【００５６】
図７（Ｂ）に示すように、平坦化膜３０上の各光電変換素子７に対応する領域上に、ブルーカラーフィルタ３３を含むカラーフィルタをそれぞれ形成する。図７（Ｂ）には、ブルーカラーフィルタ３３の両側にグリーンカラーフィルタ３５が示されているが、カラーフィルタの配置は、例えば図６に示す配置になっており、グリーンＧ、ブルーＢ、及びレッドＲの３色の色配置を有している。
【００５７】
グリーンが並ぶ列と、レッドとブルーとが交互に並ぶ列とが行方向に交互に並んでいる。色フィルタの配列は図６の色配列に限定されるものではない。いかなるフィルタ配置であっても、本発明の範囲に入るものであり、発明の効果を発揮することが可能である。
【００５８】
カラーフィルタの製造工程について、詳細に説明する。透明樹脂中にそれぞれＲ，Ｇ，Ｂの顔料を混合してＲ、Ｇ及びＢのそれぞれのカラーレジストを形成する。これらのカラーレジストを基板上に塗布してパターニングすることによりカラーフィルタを形成することができる。
【００５９】
平坦化膜３０を形成した後、第１色のカラーフィルタを形成し、次いで、第２色、第３色の順でカラーフィルタを形成する。各色のカラーフィルタの形成工程は、まず、各色のカラーレジスト膜を基板表面に塗布し第１のベーキング工程を経た後、パターン形成のための露光及び現像を行った後、第２のベーキング工程を行う。
【００６０】
カラーレジスト膜は、スピンコータ、スプレーコータ又はロールコータなどにより塗布する。塗布する膜厚は、例えば０．２μｍから５μｍであり、好ましくは、１μｍから２μｍの間である。
【００６１】
パターン形成のための露光工程は、露光用マスクと基板表面とを非接触状態又は接触状態にして、ｉ線、ｈ線、ｇ線又はエキシマレーザを用いて光を照射する。現像工程は、露光後の基板をアルカリ系の現像液、例えば炭酸ソーダ又は苛性ソーダを含む水溶液中、或いは有機溶剤（ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミンなど）中に漬浸する。水溶液又は有機溶剤をスプレーなどで噴霧しても良い。尚、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加しても良い。
【００６２】
グリーンＧ、レッドＲ及びブルーＢの３色のカラーフィルタを形成する場合には、Ｇ、Ｒ及びＢのカラーフィルタを任意の順序で形成する。
【００６３】
次に、図７（Ｃ）に示すように、カラーフィルタ３３，３５，３７上に平坦化膜４０を形成してカラーフィルタによる表面の凹凸を低減する。平坦化膜４０上の各光電変換素子７に対応する領域上に、光電変換素子７の開口１８に集光するためのマイクロレンズ４１を形成する。
【００６４】
以上の工程により、ＲＧＢ原色系のカラーフィルタを備えたハニカムＣＣＤカラー撮像素子が完成する。
【００６５】
図６及び図７を参照して、ハニカムＣＣＤカラー撮像素子の動作を説明する。
【００６６】
第１の垂直電荷転送電極２７ａと第２の垂直電荷転送電極２７ｂとに読み出しパルスを印加する。この際、第１及び第２の垂直電荷転送電極２７ａ、２７ｂと垂直方向に隣接する次の行の第１及び第２の垂直電荷転送電極には読み出しパルスを印加しない。すなわち１／２間引き読み出しを行う。
【００６７】
第１の垂直電荷転送電極２７ａに読み出しパルスを印加すると、グリーンＧの電荷が光電変換素子７から読み出しゲート７ａを通って垂直電荷転送チャネル２１に転送される。第２の垂直電荷転送電極２７ｂに読み出しパルスを印加すると、レッドＲ及びブルーＢの電荷が光電変換素子７から読み出しゲート７ａを通って垂直電荷転送チャネル２１に転送される。
【００６８】
垂直電荷転送電極２７ａ、２７ｂに対して、垂直電荷転送チャネル２１内の電荷を水平電荷転送チャネル５３方向に転送するための電圧を順次印加していく。電荷が水平電荷転送チャネル層５３の方向に転送される。電荷転送電極３２−１、３２−２、３２−３、３２−４（３２−５と共通）に順次Ｈｉｇｈの電圧を印加して電荷を水平電荷転送チャネル５３の方向に転送していくと、電荷転送電極３２−５の下に、例えば電荷Ｇ、Ｂ、Ｒの電荷が蓄積される。これらの電荷が、一旦電荷転送電極３２−５の下に転送されると、電荷転送電極３２−４の下に形成されている第１のバリア層Ｂ１の存在により、電荷が水平電荷転送チャネル層５３と反対の方向には戻らない。
【００６９】
ここで、φ４をＬｏｗにして、例えばφＨ５をＨｉｇｈにすると、電荷転送電極３２−５の下に蓄積されていた電荷（Ｂ又はＲ）が水平電荷転送電極５３ａ−５下の高濃度のｎ型半導体層５３ａ中に入る。次にφ４をＬｏｗにしたままφＨ４をＨｉｇｈにすると、この電荷（Ｒ又はＢ）が５５ａ−４下の高濃度のｎ型半導体層５３ａに転送される。このようにして、電荷（ＢおよびＲ）を水平電荷転送電極５５ａ−２下の高濃度のｎ型半導体層５３ａまで転送する。
【００７０】
次に、φ４をＬｏｗにしたまま、φＨ１をＨｉｇｈにすると、水平電荷転送電極５５ａ−２下の高濃度のｎ型半導体層５３ａまで転送されてきた電荷（Ｂ又はＲ）と水平電荷転送電極５５ａ−１と垂直方向に向かい合う転送電極３２−５下の垂直電荷転送チャネル層２１内に蓄積されている電荷（ＢとＲ）とが５３ａ−１下の領域に入り、電荷（Ｂ又はＲ）が加算される。同様の動作により、Ｇの電荷も加算することができる。各色の電荷を加算することができるため、より明るい画像を得ることができる。
【００７１】
図８に、本実施の形態によるカラー撮像装置の分光感度特性を示す。２種類のカラー撮像素子についてＢの分光感度を示している。Ｂのみの感度を示し、Ｒ及びＧの感度は従来と同じであるため省略した。
【００７２】
図８に示すように、２種類のカラー撮像素子は、波長４６０ｎｍ付近に最大感度を有し、波長３８０ｎｍから波長５４０ｎｍにかけて分布する大きなＢの分光感度帯を有している。加えて、２つのカラー撮像装置のうち、Ｂ−３で示す分光感度特性を有する第１のカラー撮像装置は、波長５９０ｎｍから６２０ｎｍにかけてほぼガウス分布に似た形状で分布の小さな副感度帯を有している。
【００７３】
一方、２つのカラー撮像装置のうち、Ｂ−４で示す分光感度特性を有する第２のカラー撮像装置は、第１のカラー撮像装置の分光感度特性と似た分光感度特性を有しているが、さらに波長５４０ｎｍから５８０ｎｍにかけてもれ感度を有するとともに、波長６２０ｎｍから６７０ｎｍにかけてもさらに小さなもれ感度を有している。
【００７４】
Ｂ−４で示す分光感度特性を有する第２のカラー撮像装置に用いられているカラーフィルタは、ＰＶ２３顔料とアルミニウムフタロシアニン顔料を透明樹脂中に混合して製造する。尚、カラーフィルタＧは、イエローの顔料と、グリーンの又はシアンの顔料とを混合して製造する。カラーフィルタＲは、レッドの顔料を用いて製造する。
【００７５】
２つのカラー撮像装置のうちのＢ−３の分光感度特性は、Ｂ−４で示す分光感度特性を有するカラーフィルタに対して、さらに波長５４０ｎｍから５８０ｎｍにわたる光の感度を低減するためのフィルタなどを設けることにより得ることもできる。或いは、図５に示した信号処理回路を用いて、Ｂ信号からＧ信号を適切な割合で引くリニアマトリックス演算処理を行うことによりデジタルカメラとしての分光感度特性をＢ−３で示すような理想的な形に修正しても良い。
【００７６】
尚、分光感度特性Ｂ−３及びＢ−４において、波長６８０ｎｍ以上の範囲において分光感度をほぼゼロにするためには、図５に示す赤外線カットフィルタにより赤外域の感度をカットすれば良い。
【００７７】
次いで、２つのカラー撮像装置において、６５００Ｋの太陽光（Ｄ６５）によって撮影した時に、色再現性が良好になるように、リニアマトリックスと色差マトリックスを最適化した。
【００７８】
この状態において、Ｄ６５の時の色相角を基準にした場合の普通型蛍光灯（Ｆ６）と、３波長型蛍光灯（Ｆ１０，Ｆ１２）と、高演色型蛍光灯（Ｆ８）と、白熱灯（２８４５Ｋ）との下で撮影した肌色、さらに、Ｄ５０（５０００Ｋ）、Ｄ５５（５５００Ｋ）及びＤ７５（７５００Ｋ）の太陽光で撮影したときの肌色の色相角θのずれ（色相角差）を調べた。加えて、ストロボ光下での色相角θのずれも示した。
【００７９】
図９に、上記の各条件下における色相角差、すなわち、Ｄ６５下での肌色の色相角と各光源下での肌色の色相角の差を示す。上記の撮影条件ごとにホワイトバランスを調整し直して色相角差を求めている。Ｂの分光感度特性としては、上述の一般的なカラー撮像装置の分光感度特性であるＢ−１及びＢ−２と、本発明の一実施の形態によるカラー撮像装置の分光感度特性であるＢ−３及びＢ−４とに関して調べている。
【００８０】
図９に示すように、本発明のカラー撮像装置（Ｂ−３又はＢ−４の分光感度特性を有する）を用いると、一般的なカラー撮像装置（Ｂ−１又はＢ−２のような分光感度特性を示す）と比較して、Ｆ６下での撮影時や、白熱灯下での撮影時の肌色の色相がＤ６５下での撮影時の肌色の色相と近づく（色相角差が０に近づく）。また、Ｆ１２の場合も改善されている。従って、本実施の形態によるカラー撮像装置を用いると、撮影光源の違いによる肌色の色相再現性が一般的なカラー撮像装置の場合に比べて向上していることがわかる。
【００８１】
次に、本実施の形態によるカラー撮像装置の応用例について説明する。
【００８２】
一般的なカラー撮像装置の中には、図１０に示すように、Ｇの分光感度がＢの分光感度の波長領域にまで入り込んでいるものもある。このようなＧ感度と、上記実施の形態によるカラー撮像装置のＢ感度（分光感度特性Ｂ−３）とを有する場合について説明する。尚、比較のため、一般的なカラー撮像装置のＢ感度（分光感度特性Ｂ−２を有する）も示している。
【００８３】
図１１は、図１０に示すＢ感度（Ｂ−２又はＢ−３）とＧ感度とを有する場合の各種の光源下における肌色の色相角差を示す図である。
【００８４】
図１１に示すように、本実施の形態の応用例によるカラー撮像装置（Ｂ−３）を用いると、一般的なカラー撮像装置（Ｂ−２）を用いた場合に比べて、各種の光源下で撮影した肌色の色相角が、Ｄ６５下での撮影時の肌色の色相角と近づく。例えば、Ｆ６下での撮影時や、白熱灯下での撮影時の肌色の色相がＤ６５下での撮影時の肌色とかなり近づいていることがわかる。従って、Ｇの分光感度がＢの分光感度の波長領域にまで入り込んでいても、本実施の形態によるカラー撮像装置のＢ感度をと組み合わせれば肌色の色再現性が向上することがわかる。
【００８５】
以上、ハニカムＣＣＤ固体撮像装置を用いたデジタルカメラを例にして本発明のカラー撮像装置について説明したが、正方格子型ＣＣＤ固体撮像装置やＣＭＯＳ型固体撮像装置を用いたデジタルカメラなどにも本発明の概念が適用できることは言うまでもない。
【００８６】
以上、実施の形態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。その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【００８７】
【発明の効果】
カラー撮像装置の光源の違いによる肌色の色再現性が良好になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一般的なカラー撮像素子の分光感度特性を示す図である。
【図２】  デジタルスチルカメラで記録した肌の色度点を示すａ*ｂ*色度図である。
【図３】  各種光源の放射エネルギーの波長依存性を示す図である。
【図４】  ＲＧＢ分光感度と、Ｄ６５（Ｐ）、Ｆ６（Ｐ）の放射エネルギー（縦軸）と波長（横軸）との関係を示す図である。
【図５】  カラー撮像装置（デジタルスチルカメラ）の概略的な構造を示す図である。
【図６】  ハニカムＣＣＤカラー撮像装置の平面図である。
【図７】  図７（Ａ）から図７（Ｃ）は、ハニカムＣＣＤカラー撮像装置の製造工程を示す断面図である。
【図８】  本実施の形態によるカラー撮像装置の分光感度特性を示す図である。
【図９】  各光源下における。カラー撮像装置の肌色の色再現性（色相角差）を比較した図である。
【図１０】  Ｂの分光感度特性が本実施の形態によるものであり、かつ、Ｇの感度がＢの波長領域まで入り込んでいる分光感度特性を有する場合の、分光感度特性を示す図である。
【図１１】  図１０に示すＧの分光感度特性を有するカラー撮像素子を用いた場合の場合各種の光源下における肌色の色相角差の変化を示す図である。
【符号の説明】
Ｂ  撮像装置
Ｃ  デジタルスチルカメラ
Ｄ  信号処理部
６  半導体基板
７  光電変換素子（フォトダイオード）
７ａ  読み出しゲート
２１  垂直電荷転送チャネル
２７  垂直電荷転送電極
３０  平坦化膜
３２  水平電荷転送電極
３３  ブルーカラーフィルタ
３５  グリーンカラーフィルタ
３７  レッドカラーフィルタ
５３  水平電荷転送チャネル
６１  出力アンプ
１００  チップキャリア
１１１  封止板
１３５  撮影レンズ
１４１  赤外線カットフィルタ
１６１  記憶装置
１６３  表示装置
【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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