"電磁波を検知する検知部と、前記検知部で検知された電磁波量に基づいて対応する単位信号を生成して出力する単位信号生成部を単位構成要素内に含み、当該単位構成要素が所定の順に同一基板上に配された物理量分布検知のための装置を使用して、前記単位信号に基づいて所定目的用の物理情報を取得する物理情報取得方法であって、第1の波長領域の成分について当該第1の波長領域の成分とは異なる第2の波長領域の成分と予め分離して第1の前記検知部で検知するととともに、少なくとも前記第2の波長領域の成分を含む補正用の波長領域の成分を第2の前記検知部で検知し、前記第1の検知部で検知された単位信号を、前記第2の検知部で検知された単位信号を使って補正することにより、前記第2の波長領域の成分の影響を排除した前記第1の波長領域の成分に関わる物理情報を取得することを特徴とする物理情報取得方法。前記第1の検知部で検知された単位信号から、前記第2の検知部で検知された単位信号に所定の係数を掛けた信号成分を減算することにより前記補正を行なうことを特徴とする請求項1に記載の物理情報取得方法。前記補正用の波長領域の成分は前記第1の波長領域の成分を含まないことを特徴とする請求項1に記載の物理情報取得方法。前記補正用の波長領域の成分は前記第1の波長領域の成分を含み、この補正用の波長領域の成分から前記第1の検知部で検知された単位信号を使って補正することにより、前記第1の波長領域の成分を排除した前記第2の波長領域の成分のみの単位信号を取得し、この補正後の前記第2の波長領域の単位信号を使って前記第1の検知部で検知された単位信号に対して前記補正を行なうことを特徴とする請求項1に記載の物理情報取得方法。前記第1の波長領域の成分を含まない前記第2の検知部で検知される一方の前記補正用の波長領域の単位信号を使って前記第1の検知部で検知された単位信号に対して第1の前記補正を行なうとともに、前記第1の波長領域の成分を含む前記第2の検知部で検知される他方の前記補正用の波長領域の成分の単位信号を前記第1の検知部で検知された単位信号を使って補正することにより、前記第1の波長領域の成分を排除した前記第2の波長領域の成分のみの単位信号を取得し、この補正後の前記第2の波長領域の単位信号を使って前記第1の検知部で検知された単位信号に対して第2の前記補正を行なうことを特徴とする請求項1に記載の物理情報取得方法。電磁波を検知する検知部と、前記検知部で検知された電磁波量に基づいて対応する単位信号を生成して出力する単位信号生成部を単位構成要素内に含み、当該単位構成要素が所定の順に同一基板上に配された物理量分布検知のための装置を使用して、前記単位信号に基づいて所定目的用の物理情報を取得する物理情報取得装置であって、第1の波長領域の成分について、当該第1の波長領域の成分とは異なる第2の波長領域の成分と予め分離して検知する第1の検知部と、少なくとも前記第2の波長領域の成分を含む補正用の波長領域の成分を検知する第2の検知部と、前記第1の検知部で検知された単位信号を、前記第2の検知部で検知された単位信号を使って補正することにより、前記第2の波長領域の成分の影響を排除した前記第1の波長領域の成分に関わる物理情報を取得する信号処理部とを備えたことを特徴とする物理情報取得装置。電磁波を検知する検知部と、前記検知部で検知された電磁波量に基づいて対応する単位信号を生成して出力する単位信号生成部を単位構成要素内に含み、当該単位構成要素が所定の順に同一基板上に配された物理量分布検知のための装置であって、第1の波長領域の成分について、当該第1の波長領域の成分とは異なる第2の波長領域の成分と予め分離して検知する第1の検知部と、少なくとも前記第2の波長領域の成分を含む補正用の波長領域の成分を検知する第2の検知部とを備えたものを使用して、前記単位信号に基づいて所定目的用の物理情報を取得する物理情報取得装置であって、前記第1の検知部で検知された単位信号を、前記第2の検知部で検知された単位信号を使って補正することにより、前記第2の波長領域の成分の影響を排除した前記第1の波長領域の成分に関わる物理情報を取得する信号処理部を備えたことを特徴とする物理情報取得装置。前記信号処理部は、前記第1の検知部で検知された単位信号から、前記第2の検知部で検知された単位信号に所定の係数を掛けた信号成分を減算することにより前記補正を行なうことを特徴とする請求項6または7に記載の物理情報取得装置。前記信号処理部は、さらに、前記第2の検知部で検知された単位信号と前記第1の検知部で検知された単位信号との積に所定の係数を掛けた非線形の信号成分を加算することにより前記補正を行なうことを特徴とする請求項8に記載の物理情報取得装置。前記第2の検知部は、前記第1の波長領域の成分を含まない前記補正用の波長領域の成分の単位信号を検知するものであることを特徴とする請求項6または7に記載の物理情報取得装置。前記第2の検知部は、前記第1の波長領域の成分を含む前記補正用の波長領域の成分の単位信号を検知するものであり前記信号処理部は、前記第2の検知部で検知される補正用の波長領域の成分の単位信号を前記第1の検知部で検知された単位信号を使って補正することにより、前記第1の波長領域の成分を排除した前記第2の波長領域の成分のみの単位信号を取得し、この補正後の前記第2の波長領域の単位信号を使って前記第1の検知部で検知された単位信号に対して前記補正を行なうことを特徴とする請求項6または7に記載の物理情報取得装置。前記第2の検知部として、前記第1の波長領域の成分を含まない前記補正用の波長領域の成分の単位信号を検知するものと、前記第1の波長領域の成分を含む前記補正用の波長領域の成分の単位信号を検知するものとが存在しており、前記信号処理部は、前記第1の波長領域の成分を含まない前記第2の検知部で検知される一方の前記補正用の波長領域の単位信号を使って前記第1の検知部で検知された単位信号に対して第1の前記補正を行なうとともに、前記第1の波長領域の成分を含む前記第2の検知部で検知される他方の前記補正用の波長領域の成分の単位信号を前記第1の検知部で検知された単位信号を使って補正することにより、前記第1の波長領域の成分を排除した前記第2の波長領域の成分のみの単位信号を取得し、この補正後の前記第2の波長領域の単位信号を使って前記第1の検知部で検知された単位信号に対して第2の前記補正を行なうことを特徴とする請求項6または7に記載の物理情報取得装置。前記第2の検知部の検知時間を制御する駆動部を備えていることを特徴とする請求項6または7に記載の物理情報取得装置。前記信号処理部は、前記第2の検知部で検知される補正用の波長領域の成分の単位信号を複数回積算し、この積算後の前記第2の波長領域の単位信号を使って前記第1の検知部で検知された単位信号に対して前記補正を行なうことを特徴とする請求項6または7に記載の物理情報取得装置。電磁波を検知する検知部と、前記検知部で検知された電磁波量に基づいて対応する単位信号を生成して出力する単位信号生成部を単位構成要素内に含み、当該単位構成要素が所定の順に同一基板上に配された物理量分布検知のための半導体装置であって、第1の波長領域の成分と当該第1の波長領域の成分とは異なる第2の波長領域の成分とを予め分離して検知する第1の検知部と、少なくとも前記第2の波長領域の成分を含む補正用の波長領域の成分を検知する第2の検知部とを同一基板上に備えていることを特徴とする半導体装置。前記第1の検知部と前記第2の検知部とが、一定の数比を持って周期的に配されていることを特徴とする請求項15に記載の半導体装置。複数の前記第1の検知部に対して1つの前記第2の検知部が配されていることを特徴とする請求項16に記載の半導体装置前記第1の検知部と前記第2の検知部とが1対1に配されていることを特徴とする請求項15に記載の半導体装置。前記第1の検知部は前記第1の波長領域の成分をさらに波長分離して検知する複数の検知要素の組合せからなり、前記第1の検知部の前記複数の検知要素と前記第2の検知部とが2次元格子状に配されており、かつ、前記複数の検知要素の内のある波長成分を検知するものが市松模様となるように配されていることを特徴とする請求項15に記載の半導体装置。前記第1の検知部は前記第1の波長領域の成分をさらに波長分離して検知する複数の検知要素の組合せからなり、前記第1の検知部の前記複数の検知要素と前記第2の検知部とが2次元格子状に配されており、かつ、前記第2の検知部が市松模様となるように配されていることを特徴とする請求項15に記載の半導体装置。図102は、特許文献1,2に記載のセンサの仕組みを説明する図であって、図102Aは半導体層の光吸収スペクトル特性を示す図、図102Bは、デバイスの断面構造の模式図である。この仕組みにおいては、Siシリコン半導体の光の吸収係数が図102Aに示すように青,緑,赤,赤外光の順に小さくなる、すなわち入射光L1に含まれる青色光、緑色光、赤色光、および赤外光に関しては、半導体の深さ方向において波長による場所依存性を呈することを利用して、図102Bに示すように、Si半導体の表面から深さ方向に可視光青,緑,赤および赤外光の各色光を検出するための層を順次設けている。しかしながら、波長による吸収係数の違いを利用した特許文献2に記載の仕組みでは、理論上検知できる光量が低下しないが、青色光を検知する層では赤色光や緑色光が通過するときにある程度吸収を受けるためにそれらの光が青色光として検知されてしまう。このために、青の信号が本来ない場合でも緑や赤の信号が入ることで青にも信号が入り偽信号が生じてしまうことになるので、十分な色再現性を得られない。これを避けるためには、3原色全体で計算による信号処理で補正を行なう必要があり、計算に必要な回路を別途必要となるので、その分だけ回路構成が複雑大規模になり、またコスト的に高くなる。さらに、たとえば3原色のうちどれか1色が飽和するとその飽和した光の本来の値が判らなくなることで計算に狂いが生じ、結果として本来の色とは異なるように信号を処理することになる。また、図102Aに示すように、殆どの半導体は赤外光に対して吸収感度を有する。したがって、たとえばSi半導体を用いた固体撮像装置イメージセンサなどにおいては通常、減色フィルタの一例としてガラス製の赤外光カットフィルタをセンサの前に入れる必要がある。よって、赤外光のみ、あるいは可視光と赤外光を信号として受け取って撮像するためには、赤外光カットフィルタを外すか、赤外光のカットする割合を低くする必要がある。ところが、このようにすると、赤外光が可視光に混じって光電変換素子に入射することになるので、可視光の像の色合いが本来のものとは異なることになる。したがって、可視光の像と赤外光のみまたは赤外光と可視光の混合を同時に分けて各々適切な画像を得ることが困難である。また上述の課題とは別に、通常の固体撮像装置のように赤外光カットフィルタを用いることによって、可視光も幾らかカットされるので感度が落ちることになる。また赤外光カットフィルタを用いることによってコストが高くなる。また特許文献3~5に記載の仕組みは、波長分離用のミラーやプリズムなどの波長分解光学系のため入力光学系が大がかりとなる。また特許文献6,9に記載の仕組みは、赤外光カットフィルタの挿入/抜出機構のため、装置が大がかりとなるし、赤外光カットフィルタの操作は自動的に行なえない。また特許文献7に記載の仕組みは、波長分解機能を持つ絞り光学系のため、装置が大がかりとなる。加えて、赤外線画像と可視光線画像の両方を同時に得ることができるものの、イメージセンサからは、この可視光線画像および赤外線画像を合成した電気信号しか出力できず、可視光線画像のみあるいは赤外線画像のみを出力することができない。また特許文献8に記載の仕組みは、色差信号や輝度信号に対して補正を行なうが、その補正はあくまでも見積もりによるものであり、補正精度が悪い。本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、可視光領域などの主要波長領域に漏れ込む赤外光や紫外光などの不要波長領域成分の影響を排除する新たな仕組みを提供することを目的とする。本発明に係る仕組みにおいては、先ず、主要成分である第1の波長領域たとえば可視光領域の成分とこの第1の波長領域の成分とは異なる第1の波長領域成分に対しては不要成分となる第2の波長領域たとえば赤外光領域の成分とを予め分離して第1の検知部で検知するととともに、少なくとも第2の波長領域の成分を含む補正用の波長領域の成分を第2の検知部で検知することにする。好ましくは、この2つの検知部は、同一の半導体基板に搭載されたものであるのがよい。そして、第1の検知部で検知された単位信号を、第2の検知部で検知された単位信号を使って補正することにより、第2の波長領域の成分の影響を排除した第1の波長領域の成分に関わる物理情報を取得するのである。なお、必要に応じて、第2の検知部で検知される第2の波長領域の成分の単位信号を使って、第1の波長領域の成分の影響を排除した第2の波長領域の成分に関わる物理情報を取得するようにしてもよい。この際にも、必要に応じて、第1の検知部で検知された単位信号と第2の検知部で検知された単位信号との線形演算を行なってもよい。こうすることで、第1の波長領域の成分および第2の波長領域の成分のそれぞれに基づく物理情報を独立に求めることができるようになる。なお、補正演算に当たっては、第1の波長領域の成分に含まれる第2の波長領域の成分を排除するとの観点から、第1の検知部で検知された単位信号から、第2の検知部で検知された単位信号に所定の係数を掛けた信号成分を減算するのがよい。また、さらに好ましくは、第2の検知部で検知された単位信号と第1の検知部で検知された単位信号との積に所定の係数を掛けた非線形の信号成分を加算することにより補正を行なうとよい。ここで、非線形の信号成分を加算するに当たっては、第2の波長領域の成分たとえば赤外光成分をカットするフィルタを設けない場合に、第1の波長領域の成分が大きくなる分を補正して同等の信号レベルにすることを目的とした補正と、色差が小さくなるようにすることを目的とした補正とがあり、各補正目的に応じて係数の符号正負や値、さらには補正演算式を最適化する。一例として、2次式やその他の多次式の他、絶対値式など、非線形の信号成分である限り、様々な補正式を適用することができる。なお、第2の検知部で検知される補正用の波長領域の成分が第1の波長領域の成分を含まないものであれば単純な減算処理でよいが、第2の検知部で検知される補正用の波長領域の成分が第1の波長領域の成分をも含むものである場合には、その減算処理に先立って、第2の検知部で検知される補正用の波長領域の成分に含まれる第1の波長領域の成分を排除しておく必要がある。この排除に当たっては、第2の検知部で検知された単位信号から、第1の検知部で検知された単位信号に所定の係数を掛けた信号成分を減算するのがよい。また、補正用の波長領域の成分を検知する第2の検知部を設けるに当たっては、本来目的の信号を取得するための第1の検知部との配置関係に留意するのがよい。たとえば、複数の第1の検知部に対して1つの第2の検知部を配してもよいし、第1の検知部と第2の検知部とが一定の数比を持って周期的たとえば第1の検知部と第2の検知部とが1対1に配してもよい。また、第1の検知部は第1の波長領域の成分をさらに波長分離して検知する複数の検知要素の組合せからなるものとすることができる。たとえば、カラー画像を撮像するために色分離するのがその典型例である。この場合、カラー画像における解像度を低下させずに補正を行なうようにするには、第1の検知部の複数の検知要素と第2の検知部とを2次元格子状に配し、かつ、複数の検知要素の内のある波長成分を検知するものが市松模様となるように配するのがよい。また、第2の検知部で検知される第2の波長領域の成分の単位信号を使って、第1の波長領域の成分の影響を排除した第2の波長領域の成分に関わる物理情報を取得するに当たって、この第2の波長領域の成分に関わる物理情報における解像度を低下させないようにするには、第1の検知部の複数の検知要素と第2の検知部とを2次元格子状に配し、かつ、第2の検知部が市松模様となるように配するのがよい。本発明によれば、第1の検知部で検知された単位信号を第2の検知部で検知された単位信号を使って補正するようにしたので、第1の検知部で検知された第1の波長領域の成分に含まれる第2の波長領域の成分を抑制除去することができる。この結果、たとえば減色フィルタの一例としての赤外光カットフィルタをセンサの前に入れなくても、十分な色再現性の可視光カラー画像を取得できる。高価な赤外光カットフィルタを不要にすることで、コストを大幅に低減できる。また厚みや重さのある赤外光カットフィルタを不要にすることで、光学系を軽量かつコンパクトにできる。もちろん、赤外光カットフィルタの挿入/抜出機構が不要であり、装置が大がかりになることもない。以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。<基本概念>図1は、補正演算により可視光カラー画像と赤外光画像をそれぞれ独立に求めることを常時可能にする色分離フィルタの配置例の基本構造を示す図である。ここでは、可視光カラー画像用に色フィルタC1,C2,C3何れも第1の波長領域成分を透過の3つの波長領域色成分用のものと、色フィルタC1,C2,C3の成分とは異なる第2の波長領域の成分として赤外光用の色フィルタC4といった別個のフィルタ特性を有する4種類の色フィルタを規則的本例では正方格子状に配設している。色フィルタC1,C2,C3,C4を通して対応する検知部で検知することで、それぞれの成分を独立して検知することができる。色フィルタC1,C2,C3が配される検知部が第1の検知部であり、色フィルタC4が配される検知部が第2の検知部である。また、色フィルタC1,C2,C3が配される検知部検知要素は、第1の波長領域をさらに波長分離して検知するためのものである。なお、色フィルタC1,C2,C3は、たとえば、可視光帯内のある色成分で透過率が略1、その他で略ゼロとする原色フィルタとする。たとえば、可視光VL波長λ=380~780nmの3原色である青色成分Bたとえば波長λ=400~500nmで透過率が略1、その他で略ゼロ、緑色成分Gたとえば波長λ=500~600nmで透過率が略1、その他で略ゼロ、赤色成分Rたとえば波長λ=600~700nmで透過率が略1、その他で略ゼロを中心とする原色フィルタであってもよい。もしくは、色フィルタC1,C2,C3は、可視光帯内のある色成分で透過率が略ゼロ、その他で略1の透過率を持つ補色系の色フィルタとする。たとえば、黄Yeたとえば波長λ=400~500nmで透過率が略ゼロ、その他で略1、マゼンダMgたとえば波長λ=500~600nmで透過率が略ゼロ、その他で略1、シアンCyたとえば波長λ=600~700nmで透過率が略ゼロ、その他で略1など、可視光の3原色成分に対して略ゼロの透過率を持つ補色系の色フィルタであってもよい。補色系の色フィルタは原色系の色フィルタよりも感度が高いので、可視領域の透過光が3原色の各々の補色である補色系の色フィルタを使用することで撮像装置の感度を高めることができる。逆に、原色系の色フィルタを用いることで、差分処理を行なわなくても原色の色信号を取得でき、可視光カラー画像の信号処理が簡易になる利点がある。なお、透過率が略1であるとは、理想的な状態をいったものであり、その波長領域での透過率がその他の波長領域での透過率よりも遙かに大きいものであればよい。一部に1でない透過率があってもよい。また、透過率が略ゼロであるについても、同様に理想的な状態をいったものであり、その波長領域での透過率がその他の波長領域での透過率よりも遙かに小さいものであればよい。一部にゼロでない透過率があってもよい。また、原色系および補色系の何れも、可視光領域の内の所定色原色もしくは補色の波長領域成分を通過させるものであればよく、第2の波長領域である赤外光領域を通過させるか否かすなわち赤外光IRに対する透過率は不問である。たとえば、現状一般的に用いられる各色フィルタは、可視光帯内では、たとえばR,G,Bの各々に対して透過率が高くその他の色たとえばRであればGやBの透過率が低いが、可視光帯外の透過率に関しては規定外であり、通常、その他の色たとえばRであればGやBの透過率よりも高く、たとえば各フィルタともに赤外領域に感度を持ち、赤外領域において光の透過がある。しかしながら、本実施形態では、このような可視光帯外で透過率が高い特性であっても、影響を受けない。一方、色フィルタC4は、少なくとも第2の波長領域本例では赤外光の成分を含む所定波長領域用のものであればよく、第1の手法として、色フィルタC1,C2,C3を通過する主要成分つまり可視光成分を通過させずに第2の波長領域本例では赤外光のみを通過させるもの可視光カットフィルタであってもよいし、第2の手法として、第1の波長領域本例では可視光から第2の波長領域本例では赤外光までの全域の成分を通過させるもの全域通過フィルタであってもよい。第2の手法の場合、可視光から赤外光特に近赤外光までの全波長の成分を通過させるという点においては、色フィルタC4としては、事実上、カラーフィルタを設けない構成を採ることができる。たとえば、赤外光を受光する検知領域の受光面側に可視光カットフィルタを入れない場合、赤外光の検知領域側に可視光成分が漏れ込み、この漏込み成分の可視光像と本来の赤外光画像とが混在して取得される。この混在した可視光像を排除して、可視光の影響の殆どない赤外光画像を取得するには、たとえば、可視光成分を受光する3つの色画素R,G,Bで検知される青、赤、緑の強度を減じる必要がある。これに対して、たとえば、赤外光と緑色光とを通過させる緑色フィルタを可視光カットフィルタとして設けることで、赤外光用の検知部からは赤外光IRと緑色の可視光LGの混在の成分が得られるが、緑色光成分を受光する色画素Gから得られる緑色成分との差分を取ることで、可視光VLここでは緑色光Gの影響をほぼ全く受けない赤外光IRのみの像が得られる。緑色フィルタを外光用の検知部の受光面側に設ける必要があるものの、緑色フィルタを設けずに3つの画素R,G,Bで検知される青、赤、緑の強度を減じる場合よりも処理が簡易になる。また、赤外光を通過させ可視光のみを吸収するような黒色フィルタを可視光カットフィルタとして設けると、可視光をこの黒色フィルタで吸収させることで、赤外光用の検知部からは赤外光のみの成分が得られ、差分処理を行なわなくても、可視光の影響をほぼ全く受けない赤外光のみの赤外光画像が得られることになる。なお、色フィルタC1,C2,C3が配される画素の検知部たとえばフォトダイオードなどの撮像素子は、可視光に感度を有していればよく、近赤外光に感度を有する必要はない。一方、色フィルタC4が配される画素のフォトダイオードなどで構成される検知部は、本例の場合、少なくとも近赤外光に感度を有することが必要である。また、色フィルタC4が近赤外光のみを通過させる可視光カットフィルタである場合には可視光に感度を有する必要はないが、色フィルタC4が全域通過フィルタである場合には可視光にも感度を有する必要がある。また、色フィルタC4が配される色画素は、この色フィルタC4が配される色画素に基づいて得られる第2の波長領域の成分に関わる物理情報本例では赤外光画像再現用として使用されるだけでなく、色フィルタC1,C2,C3が配される色画素に基づいて得られる可視光カラー画像再現用の色信号に対して補正画素としても使用される。色フィルタC4は、色フィルタC1,C2,C3に対しての補正色フィルタとして機能することになるのである。すなわち、可視光カラー画像の再現に当たっては、先ず、色フィルタC1,C2,C3が配される色画素から第1の波長領域の信号成分SC1,SC2,SC3を、この第1の波長領域の成分とは異なる第2の波長領域赤外の成分から事実上分離して、それぞれ独立の検知領域で検知する。また、少なくとも第2の波長領域赤外の成分を含む所定波長領域赤外のみまたは全域の信号成分SC4をさらに別の検知領域で検知する。そして、各信号成分SC1,SC2,SC3を、信号成分SC4を使って補正することにより、第2の波長領域赤外の成分の影響を排除した、第1の波長領域の成分可視光成分に関わる画像ここでは可視光カラー画像を再現するための各補正色信号SC1,SC2,SC3を取得する。この補正演算に当たっては、第1波長領域の信号成分SC1,SC2,SC3から、少なくも第2の波長領域の成分を含む信号成分SC4に所定の係数αC1,αC2,αC3を掛けた信号成分を減算する。なお、第2の波長領域の成分に関わる画像ここでは赤外光に関わる赤外光画像は、信号成分SC4から取得できる。このとき、色フィルタC4が色フィルタC1,C2,C3を通過する主要成分つまり可視光成分を通過させずに第2の波長領域本例では赤外光のみを通過させる可視光カットフィルタである場合には、信号成分SC4そのものが赤外光画像を表わす。一方、色フィルタC4が第1の波長領域本例では可視光から第2の波長領域本例では赤外光までの全域の成分を通過させる全域通過フィルタである場合には、信号成分SC4から信号成分SC1,SC2,SC3により得られる可視光像の成分を減算すればよい。なお、赤外光画像に関しては、赤外光と可視光の混在による像を取得するようにしてもよい。このようにして、4種類の波長領域ここでは4種類の色フィルタを配設した各画素で得られる信号出力をマトリクス演算すると、可視光カラー画像および近赤外光画像をそれぞれ独立に求めることができる。すなわち、フォトダイオードなどの撮像素子の各画素に、別個のフィルタ特性を有する4種類の色フィルタを配設し、4種類の色フィルタを配設した各画素の出力をマトリクス演算することで、近赤外光の影響をほぼ全く受けない可視光カラー画像を形成するための3原色出力と、可視光の影響をほぼ全く受けない近赤外光画像を形成するための出力を、それぞれ独立かつ同時に取得することができる。特に、可視光カラー画像に関しては、赤外光の漏れによる色再現の悪さを演算処理にて補正することで、暗所で感度の高く、かつ色再現の良好な撮像が可能になる。赤外光に近い赤色の信号成分が大きくなる現象や映像の赤い部分で輝度が高くなる現象を緩和することもでき、特別な撮像素子や機構を用いなくても、低コストで色再現性の向上と低照度時の感度アップのバランスを取ることができる。また、減色フィルタの一例として厚みや重さのある高価なガラス製の光学部材を結像光学系の光路上のセンサの前に入れる必要がなくなる。高価な赤外光カットフィルタを不要にすることで、光学系を軽量かつコンパクトにできるし、コストを大幅に低減できる。もちろん、赤外光カットフィルタの挿入/抜出機構が不要であり、装置が大がかりになることもない。また赤外光カットフィルタが不用になることによって高感度化も達成される。赤外光カットフィルタなしでカラー撮像を行なうことで、現行の信号処理回路と組み合わせつつ、近赤外線領域の光を有効に利用し高感度化を図ることもでき、その際、低照度時であっても、色再現性が良好になる。可視光成分に漏れ込む赤外光成分による可視光カラー画像の色再現の悪さについては、演算処理により簡単に補正することができる。また、その補正演算に際しては、特開2003-70009号公報に記載の仕組みのような単なる見積もりで補正するのではなく、赤外光成分を実測し、その情報を使って補正するので、実際の撮像環境下での赤外光の強度に応じた適正量で補正を加えることができ、補正精度が極めて良好である。また、ユーザが撮像環境に合わせて補正量を調整する必要がなく使い勝手がよい。<撮像装置>図2は、本発明に係る物理情報取得装置の一例である撮像装置の概略構成を示す図である。この撮像装置300は、可視光カラー画像および近赤外光画像を独立に得る撮像装置になっている。具体的には、撮像装置300は、被写体Zの像を担持する光Lを撮像部側に導光して結像させる撮影レンズ302と、光学ローパスフィルタ304と、色フィルタ群312および固体撮像素子イメージセンサ314を有する撮像部310と、固体撮像素子314を駆動する駆動部320と、固体撮像素子314から出力された各撮像信号SIR赤外光成分,SV可視光成分を処理する撮像信号処理部330とを備えている。光学ローパスフィルタ304は、折返し歪みを防ぐために、ナイキスト周波数以上の高周波成分を遮断するためのものである。一般的な撮像装置においては、この光学ローパスフィルタ304と赤外光カットフィルタとを併用するが、本構成では、赤外光カットフィルタを備えていない。また、可視光カラー画像および近赤外光画像を独立に得る構成とする場合、撮影レンズ302を通して入射された光L1を不可視光の一例である赤外光IRと可視光VLとに分離する波長分離用の光学部材波長分離光学系というを備える仕組みが採られることもあるが、本構成では、そのような入射系において波長分離を行なう波長分離光学系を備えていない。固体撮像素子314は、2次元マトリックス状に形成された光電変換画素群からなる撮像素子である。なお、本実施形態で用いる固体撮像素子314の具体的な構成については後述する。固体撮像素子314の撮像面では、被写体Zの像を担持する赤外光IRに応じた電荷や可視光VLに応じた電荷が発生する。電荷の蓄積動作や電荷の読出動作などの動作は、図示しないシステムコントロール回路から駆動部320へ出力されるセンサ駆動用のパルス信号によって制御される。固体撮像素子314から読み出された電荷信号、すなわち赤外光画像を担持する赤外光撮像信号SIRと可視光像を担持する可視光撮像信号SVLは撮像信号処理部330に送られ、所定の信号処理が加えられる。たとえば、撮像信号処理部330は、固体撮像素子314から出力されたセンサ出力信号可視光撮像信号SVLおよび赤外光撮像信号SIRに対して黒レベル調整やゲイン調整やガンマ補正などの前処理を行なう前処理部332と、前処理部332から出力されたアナログ信号をデジタイル信号に変換するAD変換部334と、撮影レンズ302で生じるシェーディングや固体撮像素子314の画素欠陥などを補正する補正処理部336と、画像信号処理部340とを備えている。画像信号処理部340は、本実施形態の特徴部分として、可視光撮像信号SVLに対して赤外光撮像信号SIRを使って補正を加えることで補正可視光撮像信号SVLを生成する赤外光補正処理部342を備えている。また、画像信号処理部340は、赤外光補正処理部342から出力された補正可視光撮像信号SVLに基づいて輝度信号を生成する輝度信号処理部344と、赤外光補正処理部342から出力された補正可視光撮像信号SVLに基づいて色信号原色信号や色差信号を生成する色信号処理部346と、赤外光撮像信号SIRに基づいて赤外光画像を表わす赤外光信号を生成する赤外信号処理部348とを備えている。固体撮像素子314から出力された撮像信号は、撮像信号処理部330の前処理部332により所定レベルに増幅され、AD変換部334によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。また、可視光成分のデジタルの画像信号は、赤外光補正処理部342で赤外光成分が抑制され、さらに輝度信号処理部344や色信号処理部346にて、必要に応じて特に色フィルタC1,C2,C3として補色フィルタを使用した場合R,G,Bの色分離信号に分離された後、輝度信号や色信号もしくはこれを合成した映像信号などに変換され出力される。また、赤外信号処理部348にて、必要に応じて色フィルタC4として黒色フィルタを使用しない場合赤外光撮像信号SIRに対して可視光撮像信号SVLを使って補正が加えられる。なお、赤外光補正処理部342は、可視光撮像信号SVLに対して赤外光撮像信号SIRを使って補正を加えることができればよく、その配設位置は、このような構成に限定されない。たとえば、AD変換部334とシェーディング補正や画素欠陥補正を行なう補正処理部336との間に設け、シェーディング補正や画素欠陥補正の前に赤外光の影響を抑制する補正を行なうようにしてもよい。あるいは、前処理部332とAD変換部334との間に設け、黒レベル調整やゲイン調整やガンマ補正などの前処理の後に赤外光抑制処理を行なうようにしてもよいし、固体撮像素子314と前処理部332との間に設け、黒レベル調整やゲイン調整やガンマ補正などの前処理の前に赤外光抑制処理を行なうようにしてもよい。このような構成によって、撮像装置300は、撮影レンズ302により赤外光IRを含む被写体Zを表わす光学画像を取り込み、赤外光画像近赤外光光学画像と可視光像可視光光学画像とを分離することなく撮像部310に取り込み、撮像信号処理部330によってこれら赤外光画像と可視光像とをそれぞれ映像信号に変換した後に所定の信号処理たとえばR,G,B成分への色信号分離などを行なって、カラー画像信号や赤外光画像信号、あるいは両者を合成した混在画像信号として出力する。たとえば、撮影レンズ302は、波長380nm程度から2200nm程度までの光を透過することができる石英またはサファイアなどの光学材料によって構成されるレンズであり、赤外光IRを含む光学画像を取り込んで、これを集光しながら固体撮像素子314上に結像させる。また、本実施形態の撮像装置300においては、撮像部310に、本来の検知目的の波長成分の検知に最適化された検知部イメージセンサを設けるようにする点に特徴を有している。特に、本実施形態においては、可視光VLと赤外光IRの内の短波長側を検知するべく、可視光VLの検知に最適化された固体撮像素子314が設けられている。ここで最適化されたイメージセンサとは、本来の検知目的の波長成分の撮像信号に、本来の検知目的の波長成分以外が可能な限り含まれないようにするような波長分離対応の領域を備えた構造を持つことを意味する。波長分離光学系による光路上での波長分離を備えなくても、イメージセンサ側で波長分離対応の構造を持つようにすることで、光学系をコンパクトにすることを可能にする点に特徴を有している。このような撮像装置の構造は、特開平10-210486号公報や特開平06-121325号公報のように、波長分離光学系で分離した各波長成分を、同様の構造を持つそれぞれ個別のセンサに入射させることで、可視光像と赤外光画像とを個別に取得する構成とは異なる。また、特開平10-210486号公報のように、コールドミラーを透過した可視光成分をさらに3枚のダイクロイックミラーで、赤色成分、緑色成分、および青色成分に分離し、それぞれを個別のセンサに入射させることで、可視光VLに関して、R,G,Bの個別の画像を取得する仕組みとも異なる。特開平10-210486号公報の方式では、可視光VLについて3つのセンサが必要になり、感度向上はあるものの、コストが増大するという問題点がある。本実施形態の構成ではこの問題がない。また、特開2002-369049号公報のように、光路上にて2段構えで波長分離を行ない、同様の構造を持つそれぞれ個別のセンサに入射させることで、可視光像と赤外光画像とを個別に取得する構成とも異なる。特許文献4の方式では、光路上にて2段構えで波長分離を行なうので、光学系が大掛かりになる難点がある。加えて、感度やボケなどの問題も有する。本実施形態の構成ではこの問題がない。たとえば、本実施形態の構成では、撮像部310による可視光VLの撮像において、減色フィルタの一例として赤外光カットフィルタを固体撮像素子314の前に入れる必要がなくなる。高価な赤外光カットフィルタを不要にすることで、コストを大幅に低減できる。また、厚みや重さのある赤外光カットフィルタを不要にすることで、光学系を軽量かつコンパクトにできる。もちろん、赤外光カットフィルタの挿入/抜出機構が不要であり、装置が大がかりになることもない。既存のガラス製の赤外光カットフィルタを用いる場合に比べて、コスト的に有利になるし、コンパクトになって携帯性などに優れたデジタルカメラなどの撮像装置を提供することができる。また、赤外光カットフィルタを固体撮像素子314の前に入れる構成では、ガラス基板をCCDやCMOSなどの撮像素子の前に入れることで光路の途中に空気とガラス界面が生じてしまう。したがって、透過して欲しい可視光VLの光までがその界面で反射されてしまい、感度低下を招く問題が生じる。さらにこのような界面が多くなることで、斜め入射におけるガラス内で屈折する角度が波長によって異なり、光路の変化による焦点ぼけを引き起こす。これに対して固体撮像素子314の前側の光路上に赤外光カットフィルタを用いないことで、このような焦点ぼけがなくなる利点が得られる。なお、さらに波長分離性能を向上させるために、光学系が大きくなってしまなどの問題が生じてしまうが、全体に弱い赤外光カットフィルタを入れてもよい。たとえば50以下の赤外光カットフィルタを入れることで可視光VLに対して殆ど問題のないレベルまでカットするとよい。何れにしても、可視光VLのみの撮像と赤外光IRのみの撮像、あるいは可視光VLのみの撮像と赤外光IRと可視光VLとを混在させた撮像を、同時に行なうようにすることができる。昼間におけるモノクロ画像あるいはカラー画像の撮像時に赤外光IRの影響を受けず、また、夜間などにおいて、赤外光IRによる撮像が可能となる。必要に応じて、他方の像も同時に出力することもできる。その場合でも、昼間において、可視光VLの影響を受けない赤外光IRのみの画像を得ることができる。たとえば赤外光IRの影響をほぼ全く受けない可視光VLのみのモノクロ画像が得られる。特開2002-142228号公報記載の仕組みとは異なり、赤外光IRの影響をほぼ全く受けない可視光VLのモノクロ画像を得るに際して、赤外光IRの成分との間での演算処理が不要である。さらに、固体撮像素子314上に、可視光VL内を所定の波長領域成分に分離する光学部材の一例として、可視光領域において所定の波長透過特性を持つ色フィルタを画素単位画素マトリクスに対応させて設けることで、赤外光IRの影響をほぼ全く受けない可視光領域中の特定波長領域のみの像が得られる。また、単位画素マトリクスを構成する複数のフォトダイオード上に一体的に、可視光領域においてそれぞれ異なる波長透過特性を持つ色フィルタを、各波長対応色別のフォトダイオードに位置整合させて、規則的に配列することで、可視光領域を波長別色別に分離することができ、これらの色別の画素から得られる各画素信号に基づいて合成処理をすることで、赤外光IRの影響をほぼ全く受けない可視光VLのみのカラー画像可視光カラー画像が得られる。特開2002-142228号公報記載の仕組みのような単純なマトリクス演算とは異なり、赤外光IRの影響をほぼ全く受けない可視光VLのカラー画像を得るに際して、可視光領域の信号成分SVから少なくも赤外光領域の成分を含む信号成分SIRに所定の係数αを掛けた信号成分を減算する補正演算を行なうので、可視光領域の画素信号に含まれる赤外光成分を精度よく抑制することができる。また、特開2003-70009号公報記載の仕組みのような単なる見積もりで補正するのではなく、赤外光成分を実測し、その情報を使って可視光成分に補正を加えるので、実情に即してかつ精度よく補正を行なうことができる。このように、可視光VLのモノクロ画像あるいはカラー画像と、赤外光IRに関わる像をそれぞれ独立に求めることが常時可能となる。赤外光IRに関わる像とは、可視光VLの影響をほぼ全く受けない赤外光IRのみの像や赤外光IRと可視光VLとを混在させた像を意味する。赤外光IRの影響をほぼ全く受けない可視光VLのみの撮像モノクロ撮像もしくはカラー撮像と、赤外光IRと可視光VLとを混在させた撮像を、同時に行なうようにすることもできる。また、可視光VLのみの成分モノクロ像成分もしくはカラー像成分と、赤外光IRと可視光VLとを混在させた成分との合成処理詳しくは差分処理により、可視光VLの影響をほぼ全く受けない赤外光IRのみの撮像を行なうようにすることもできる。なお、上記において、影響をほぼ全く受けないとは、最終的に人間の視覚によることを考慮し、一般的に人間の視覚によって明確な差が関知できない程度であれば、影響を若干受けることがあってもよい。すなわち、赤外光IR側については通過波長領域可視光VLの影響を無視可能な赤外画像物理情報の一例を取得できればよく、可視光VL側については反射波長領域成分赤外光IRの影響を無視可能な通常画像物理情報の一例を取得できればよい。なお、色フィルタC4として、黒色フィルタを使用しない場合には、色フィルタC4が配される補正画素は、可視光から赤外光まで広い波長域において感度を持つことになるので、色フィルタC1,C2,C3が配される可視光撮像用の他の画素に比べて、画素信号が飽和し易い。この問題を避けるには、色フィルタC4が配される第2の検知部の検知時間を駆動部320により制御するとよい。たとえば、明るい所での撮像においては、電子シャッタ機能を利用するなどして、通常よりも短い周期で補正画素の検知部から画素信号を読み出して、それを前処理部332に送るようにするのがよい。この場合、60フレーム/秒より高いレートで信号を送ることで飽和に対して効果が得られる。あるいは単に0.01667秒より短い時間蓄積時間で補正画素の検知部から電荷を読み出せればよい。この場合、オーバーフローを用いて基板側に電荷信号を排出することで実効的に短い時間での電荷の蓄積を読み出してもよい。さらに望ましくは、240フレーム/秒より高いレートで信号を送ることで飽和に対して効果がよりある。あるいは、単に4.16ミリ秒より短い時間蓄積時間で検知部から電荷を読み出せればよい。何れにしても、補正画素の検知部から出力される画素信号が飽和し難いようにできればよい。なお、このように飽和しないように短い時間蓄積時間で電荷を読み出すのは補正画素だけ行なってもよいし、全画素をそのようにしてもよい。さらに短い時間で読み取った信号を2回以上積算することで、弱い信号を強い信号に変換し、S/N比を高めてもよい。たとえば、このようにすることで暗いところで撮像しても、また明るいところで撮像しても適切な感度と高いS/N比が得られ、ダイナミックレンジが広がることになる。<撮像装置;CCD対応>図3は、図1に示す色分離フィルタ配置を、インターライン転送方式のCCD固体撮像素子IT_CCDイメージセンサに適用した場合の撮像装置の回路図である。ここで、図3は、可視光帯内をR,G,Bの各色成分に分けつつ赤外光IRを検知するようにした構造を示し、可視光VLの内の青色光B、緑色光G、および赤色光Rと、赤外光IRとを、それぞれ独立に検知する構造であり、実質的には1つの単位画素マトリクス12内において波長別に画素光電変換素子12B,12G,12Rを形成しつつ、波長分離構造を有していない画素12IRを有し、画素12IRを他の画素に対して補正画素として利用する構造である。たとえば、図3Aに示すように、CCD固体撮像素子101は、単位画素マトリクス12の他に、垂直転送方向に、垂直転送CCD122が複数本並べられて設けられている。垂直転送CCD122の電荷転送方向すなわち画素信号の読出方向が縦方向図中のX方向である。さらに、垂直転送CCD122と各単位画素マトリクス12との間には読出ゲート124波長別には124B,124G,124R,124IRをなすMOSトランジスタが介在し、また各ユニットセル単位構成要素の境界部分には図示しないチャネルストップが設けられる。なお、図3から分かるように、1つの単位画素マトリクス12が、青色光B、緑色光G、赤色光R、および赤外光IRを独立に検知する構造であり、実質的には1つの単位画素マトリクス12内において波長色別に画素12B,12G,12R,12IRを形成した構造である。これら単位画素マトリクス12を有して構成されるセンサ部112の垂直列ごとに設けられ、各センサ部から読出ゲート124によって読み出された信号電荷を垂直転送する複数本の垂直転送CCD122とセンサ部112とによって撮像エリア110が構成される。ここで、色フィルタ14の配列としては、たとえば、シリコン基板1_ωの受光面側における、垂直転送CCD122の縦方向X方向に青、緑、赤、IR補正画素、青、緑、赤、IR補正画素、...の順となり、また、複数の垂直転送CCD122の同一行方向Y方向にも、青、緑、赤、IR補正画素、青、緑、赤、IR補正画素、...の順となるようにする。また、補正画素を設けることによる解像度低下を考慮した画素配列にすることも有効である詳細は後述する。センサ部112の単位画素マトリクス12各画素12B,12G,12R,12IRに蓄積された信号電荷は、読出ゲート124に読出パルスROGに対応するドライブパルスφROGが印加されることで、同一垂直列の垂直転送CCD122に読み出される。垂直転送CCD122は、たとえば3相~8相などの垂直転送クロックVxに基づくドライブパルスφVxよって転送駆動され、読み出された信号電荷を水平ブランキング期間の一部にて1走査線1ラインに相当する部分ずつ順に垂直方向に転送する。この1ラインずつの垂直転送を、特にラインシフトという。また、CCD固体撮像素子101には、複数本の垂直転送CCD122の各転送先側端部すなわち、最後の行の垂直転送CCD122に隣接して、所定たとえば左右方向に延在する水平転送CCD126Hレジスタ部、水平転送部が1ライン分設けられる。この水平転送CCD126は、たとえば2相の水平転送クロックH1,H2に基づくドライブパルスφH1,φH2によって転送駆動され、複数本の垂直転送CCD122から転送された1ライン分の信号電荷を、水平ブランキング期間後の水平走査期間において順次水平方向に転送する。このため2相駆動に対応する複数本2本の水平転送電極が設けられる。水平転送CCD126の転送先の端部には、たとえばフローティングディフュージョンアンプFDA構成の電荷電圧変換部を有する出力アンプ128が設けられる。出力アンプ128は、物理情報取得部の一例であって、電荷電圧変換部において、水平転送CCD126によって水平転送されてきた信号電荷を順次電圧信号に変換し所定レベルに増幅して出力する。この電圧信号は、被写体からの光の入射量に応じたCCD出力Voutとして画素信号が導出される。以上により、インターライン転送方式のCCD固体撮像素子101が構成される。CCD出力Voutとして出力アンプ128から導出された画素信号は、図3Bに示すように、撮像信号処理部330に入力される。撮像信号処理部330には、信号切替制御部の一例である画像切替制御部360からの画像切替制御信号が入力されるようになっている。画像切替制御部360は、撮像信号処理部330の出力を赤外光IRの影響をほぼ全く受けない可視光VLのモノクロ画像やカラー画像と、可視光VLの影響をほぼ全く受けない赤外光IRの画像の何れか一方のみ、もしくはこれらの双方、あるいは可視光VLと赤外光IRの混在画像すなわち赤外光IRの輝度を加算した擬似モノクロ画像あるいは擬似カラー画像にするかの切替えを指令する。つまり、可視光VLの画像と赤外光IRに関わる画像との同時撮像出力や切替撮像出力を制御する。この指令は、撮像装置を操作する外部入力によってもよく、また、撮像信号処理部330の赤外光IRのない可視光輝度により画像切替制御部360が自動処理により切替えを指令してもよい。ここで、撮像信号処理部330は、たとえば、各画素の撮像データR,G,B,IRを同時化する同時化処理、スミア現象やブルーミング現象によって生じる縦縞のノイズ成分を補正する縦縞ノイズ補正処理、ホワイトバランスWB;WhiteBalance調整を制御するWB制御処理、階調度合いを調整するガンマ補正処理、電荷蓄積時間の異なる2画面の画素情報を利用してダイナミックレンジを拡大するダイナミックレンジ拡大処理、あるいは輝度データYや色データCを生成するYC信号生成処理などを行なう。これにより、赤R,緑G,青Bの原色の撮像データR,G,B,IRの各画素データに基づく可視光帯の画像いわゆる通常画像が得られる。また、撮像信号処理部330は、赤外光IRの画素データを用いて、赤外光IRに関わる画像を生成する。たとえば、可視光像取得用の画素12R,12G,12Bに対して補正画素として機能する画素12IRにおいて、赤外光IRだけでなく可視光VLも同時に信号に寄与するように色フィルタ14Cを入れない場合には、画素12IRからの画素データを用いることで、高感度の画像が得られる。また、画素12R,12G,12Bから得られる各色成分との差分を取ることで、赤外光IRのみの像が得られる。あるいは、色フィルタ14Cとして、画素12IRに対して緑色フィルタ14Gを入れる場合には、画素12IRからは赤外光IRと緑色の可視光LGの混在の像が得られるが、画素12Gから得られる緑色成分との差分を取ることで、赤外光IRのみの像が得られる。あるいは、色フィルタ14Cとして画素12IRに対して黒色フィルタ14BKを設ける場合には、画素IRからの画素データを用いることで赤外光IRのみの像が得られる。このようにして生成された各画像は、図示しない表示部に送られ、操作者に可視画像として提示されたり、あるいはそのままハードディスク装置などの記憶装置に記憶保存されたり、またはその他の機能部に処理済みデータとして送られる。<撮像装置;CMOS対応>図4は、図1に示す色分離フィルタ配置を、CMOS固体撮像素子CMOSイメージセンサに適用した場合の撮像装置の回路図である。ここで、図4は、可視光帯内をR,G,Bの各色成分に分けつつ赤外光IRを検知するようにした構造を示し、可視光VLの内の青色光B、緑色光G、および赤色光Rと、赤外光IRとを、それぞれ独立に検知する構造であり、実質的には1つの単位画素マトリクス12内において波長別に画素光電変換素子12B,12G,12Rを形成しつつ、波長分離構造を有していない画素12IRを有し、画素12IRを他の画素に対して補正画素として利用する構造である。CMOSに応用した場合、単位画素マトリクス12内の1つ1つの画素光電変換素子12B,12G,12R,12IRに対してセルアンプを1つ持つ構造となる。よってこの場合、図4Aのような構造となる。画素信号はセルアンプで増幅された後にノイズキャンセル回路などを通して出力される。たとえばCMOS固体撮像素子201は、入射光量に応じた信号を出力する受光素子電荷生成部の一例を含む複数個の画素が行および列に配列されたすなわち2次元マトリクス状の画素部を有し、各画素からの信号出力が電圧信号であって、CDS回路などをカラム処理部226と同一の半導体領域に設けることも可能である。カラム処理部226の前段でAGCを行なう場合にはアナログ増幅、カラム処理部226の後段でAGCを行なう場合にはデジタル増幅となる。nビットのデジタルデータを単純に増幅してしまうと、階調が損なわれてしまう可能性があるため、どちらかというとアナログにて増幅した後にデジタル変換するのが好ましいと考えられる。駆動制御部207は、画素部210の信号を順次読み出すための制御回路機能を備えている。たとえば、駆動制御部207としては、列アドレスや列走査を制御する水平走査回路列走査回路212と、行アドレスや行走査を制御する垂直走査回路行走査回路214と、外部との間でのインタフェース機能や内部クロックを生成するなどの機能を持つ通信タイミング制御部220とを備えている。水平走査回路212は、カラム処理部226からカウント値を読み出す読出走査部の機能を持つ。これらの駆動制御部207の各要素は、画素部210とともに、半導体集積回路製造技術と同様の技術を用いて単結晶シリコンなどの半導体領域に一体的に形成され、半導体システムの一例である固体撮像素子撮像デバイスとして構成される。図4では、簡単のため行および列の一部を省略して示しているが、現実には、各行や各列には、数十から数千の画素12が配置される。この画素12は、典型的には、受光素子電荷生成部としての単位画素マトリクス12と、増幅用の半導体素子たとえばトランジスタを有する画素内アンプセルアンプ;画素信号生成部205波長別には205B,205G,205R,205IRとから構成される。また、図4から分かるように、1つの単位画素マトリクス12が、青色光B、緑色光G、赤色光R、および赤外光IRを独立に検知する構造であり、実質的には1つの単位画素マトリクス12内において波長色別に画素12B,12G,12R,12IRを形成した構造である。ここで、色フィルタ14の配列としては、たとえば、シリコン基板1_ωの受光面側におけるX方向に青、緑、赤、IR補正画素、青、緑、赤、IR補正画素、...の順となり、またX方向と直交するY方向にも、青、緑、赤、IR補正画素、青、緑、赤、IR補正画素、...の順となるようにする。また、補正画素を設けることによる解像度低下を考慮した色配列にすることも有効である詳細は後述する。画素内アンプ205としては、たとえばフローティングディフュージョンアンプ構成のものが用いられる。一例としては、電荷生成部に対して、電荷読出部転送ゲート部/読出ゲート部の一例である読出選択用トランジスタ、リセットゲート部の一例であるリセットトランジスタ、垂直選択用トランジスタ、およびフローティングディフュージョンの電位変化を検知する検知素子の一例であるソースフォロア構成の増幅用トランジスタを有する、CMOSセンサとして汎用的な4つのトランジスタからなる構成のものを使用することができる。あるいは、特許第2708455号公報に記載のように、電荷生成部により生成された信号電荷に対応する信号電圧を増幅するための、ドレイン線DRNに接続された増幅用トランジスタと、画素内アンプ205をリセットするためのリセットトランジスタと、垂直シフトレジスタより転送配線TRFを介して走査される読出選択用トランジスタ転送ゲート部を有する、3つのトランジスタからなる構成のものを使用することもできる。画素12は、行選択のための行制御線215を介して垂直走査回路214と、また垂直信号線219を介してカラム処理部226と、それぞれ接続されている。ここで、行制御線215は垂直走査回路214から画素に入る配線全般を示す。一例として、この行制御線215は、長尺状の散乱体3に対して平行な方向に配される。水平走査回路212や垂直走査回路214は、たとえばシフトレジスタやデコーダを含んで構成され、通信タイミング制御部220から与えられる制御信号に応答してアドレス選択動作走査を開始するようになっている。このため、行制御線215には、画素12を駆動するための種々のパルス信号たとえば、リセットパルスRST、転送パルスTRF、DRN制御パルスDRNなどが含まれる。通信タイミング制御部220は、図示しないが、各部の動作に必要なクロックや所定タイミングのパルス信号を供給するタイミングジェネレータTG読出アドレス制御装置の一例の機能ブロックと、端子220aを介してマスタークロックCLK0を受け取り、また端子220bを介して動作モードなどを指令するデータDATAを受け取り、さらにCMOS固体撮像素子201の情報を含むデータを端子220cを介して出力する通信インタフェースの機能ブロックとを備える。たとえば、水平アドレス信号を水平デコーダへ、また垂直アドレス信号を垂直デコーダへ出力し、各デコーダは、それを受けて対応する行もしくは列を選択し、駆動回路を介して画素12やカラム処理部226を駆動する。この際、画素12を2次元マトリックス状に配置してあるので、画素内アンプ画素信号生成部205により生成され垂直信号線219を介して列方向に出力されるアナログの画素信号を行単位で列並列でアクセスし取り込む垂直スキャン読みを行ない、この後に、垂直列の並び方向である行方向にアクセスし画素信号たとえばデジタル化された画素データを出力側へ読み出す水平スキャン読みを行なうようにすることで、画素信号や画素データの読出しの高速化を図るのがよい。もちろん、スキャン読みに限らず、読み出したい画素12を直接にアドレス指定することで、必要な画素12の情報のみを読み出すランダムアクセスも可能である。また、通信タイミング制御部220では、端子220aを介して入力されるマスタークロックマスタークロックCLK0と同じ周波数のクロックCLK1や、それを2分周したクロックやより分周した低速のクロックをデバイス内の各部、たとえば水平走査回路212、垂直走査回路214、カラム処理部226などに供給する。垂直走査回路214は、画素部210の行を選択し、その行に必要なパルスを供給するものである。たとえば、垂直方向の読出行を規定する画素部210の行を選択する垂直デコーダと、垂直デコーダにて規定された読出アドレス上行方向の画素12に対する行制御線215にパルスを供給して駆動する垂直駆動回路とを有する。なお、垂直デコーダは、信号を読み出す行の他に、電子シャッタ用の行なども選択する。水平走査回路212は、低速クロックCLK2に同期してカラム処理部226内の図示しないカラム回路を順番に選択し、その信号を水平信号線水平出力線218に導くものである。たとえば、水平方向の読出列を規定するカラム処理部226内の個々のカラム回路を選択する水平デコーダと、水平デコーダにて規定された読出アドレスに従って、選択スイッチ227にてカラム処理部226の各信号を水平信号線218に導く水平駆動回路とを有する。なお、水平信号線218は、たとえばカラムAD回路が取り扱うビット数nnは正の整数分、たとえば10=nビットならば、そのビット数分に対応して10本配置される。このような構成のCMOS固体撮像素子201において、画素12から出力された画素信号は、垂直列ごとに、垂直信号線219を介して、カラム処理部226のカラム回路に供給される。ここで、単位画素マトリクス12各画素12B,12G,12R,12IRに蓄積された信号電荷は、同一垂直列の垂直信号線219を介して読み出される。カラム処理部226の各カラム回路は、1列分の画素の信号を受けて、その信号を処理する。たとえば、各カラム回路は、アナログ信号を、たとえば低速クロックCLK2を用いて、たとえば10ビットのデジタルデータに変換するADC回路を持つ。また、回路構成を工夫することで、垂直信号線219を介して入力された電圧モードの画素信号に対して、画素リセット直後の信号レベルノイズレベルと真の受光光量に応じた信号レベルVsigとの差分をとる処理を行なうことができる。これにより、固定パターンノイズFPN;FixedPatternNoiseやリセットノイズといわれるノイズ信号成分を取り除くことができる。このカラム回路で処理されたアナログの画素信号あるいはデジタルの画素データは、水平走査回路212からの水平選択信号により駆動される水平選択スイッチ217を介して水平信号線218に伝達され、さらに出力回路228に入力される。なお、10ビットは一例であって、10ビット未満たとえば8ビットや10ビットを超えるビット数たとえば14ビットなど、その他のビット数としてもよい。このような構成によって、電荷生成部としての単位画素マトリクス12画素12B,12G,12R,12IRが行列状に配された画素部210からは、行ごとに各垂直列について画素信号が順次出力される。そして、受光素子が行列状に配された画素部210に対応する1枚分の画像すなわちフレーム画像が、画素部210全体の画素信号の集合で示されることとなる。出力回路228は、CCD固体撮像素子101における出力アンプ128に対応するものであって、その後段には、CCD固体撮像素子101と同様に、図4Bに示すように、撮像信号処理部330が設けられる。撮像信号処理部330には、CCD固体撮像素子101の場合と同様に、画像切替制御部360からの画像切替制御信号が入力されるようになっている。これにより、赤R,緑G,青Bの原色の撮像データR,G,B,IRの各画素データもしくは可視光VL用の画素データに基づく可視光帯の画像いわゆる通常画像が得られるとともに、赤外光IRの画素データを用いることで、赤外光IRに関わる画像を得ることができる。<信号読出方法>図5は、可視光像と赤外光画像とを分離して取得する構造のイメージセンサを用いる場合の信号取得方法の一例を説明する図である。ここではCMOS構造の場合で示す。なお、図5Aは回路図、図5Bは信号タイミング図である。受光部に設けられる光電変換素子732カラーの場合R,G,Bの色ごと、以下同様,732IRのそれぞれに対して、波長別に転送ゲート734R,G,B,734IRが設けられている。各光電変換素子732R,G,B,732IRは、それぞれに対応する転送ゲート734R,G,B,734IRを通じて、増幅用トランジスタ740とリセットトランジスタ736などを通じた画素内アンプ705へ接続されている。増幅用トランジスタ740は垂直選択トランジスタ742を介して垂直信号線751に接続されている。リセット状態と信号読出し状態を示した図5Bに示す各タイミングに応じて画素信号を出力する。ここで、読出対象の垂直行の垂直選択トランジスタ742に選択パルスSELを供給した状態で、転送ゲート734R,G,B,734IRに読出パルスTR,G,B,TIRを供給してそれぞれの信号電荷を読み出す前に、リセットトランジスタ736にリセットパルスRSTを供給してフローティングディフュージョン738をリセットさせる。こうすることで、赤外光IR成分→可視光VL成分色ごとの成分の順その逆でもよいに、画素信号を独立に読み出すことができる。<撮像素子;第1実施形態-誘電体積層膜を利用>図6は、固体撮像素子314の第1実施形態を説明する図である。この第1実施形態の固体撮像素子314は、誘電体積層膜を利用して電磁波を所定波長ごとに分光する波長分離の概念を採り入れた点に特徴を有する。ここでは、電磁波の一例である光を所定波長ごとに分光することを例に説明する。具体的には、本出願人が特願2004-358139号にて提案している構成を利用したもので、固体撮像素子314の電磁波が入射する入射面側に、隣接する層間で屈折率が異なり所定の厚みを持つ層を複数積層した構造を有し、入射される光電磁波の内の本来の検知目的外である波長成分本例では赤外光IR成分を反射させ残り本例では可視光VL成分を通過させる特性を持った積層部材としての誘電体積層膜を利用した波長分離対応の構造を持つ分光イメージセンサ分光検知部としている。センサの基本構造そのものは、CCD型やCMOS型やその他の何れであってもよい。積層部材が持つ前述の特性は、逆に言えば、入射される光電磁波の内の本来の検知目的の波長成分本例では可視光VL成分を通過させ残り本例では赤外光IR成分を反射させる特性ということができる。第1実施形態では、可視光VLの検知部側に、可視光VLの検知に最適化された誘電体積層膜を利用した分光イメージセンサ構造を持つイメージセンサとしている。赤外光IRを誘電体積層膜を利用して光学的に排除し、可視光VLの検知部に入射した可視光VL成分だけの光電子だけを電気信号に変換するようにする。光路上で波長分離を行なうことなく、1つのイメージセンサ上の可視光検知画素具体的にはR,G,Bの各色画素に誘電体多層膜を利用した分光フィルタを一体的に形成し、赤外光検知画素には誘電体多層膜を利用した分光フィルタを形成しないことで、可視光像と赤外光画像とを独立かつ同時に取得できるようにしている。これにより、赤外光IRの影響を殆ど受けることなく、可視光像を赤外光画像とは独立に得ることができる。<誘電体積層膜を利用した波長分離の概念>誘電体積層膜1は、図6Aに示すように、隣接する層間で屈折率njjは2以上の正の整数;以下同様が異なり屈折率差Δn、所定の厚みdjを持つ層を複数積層した構造を有する積層部材である。これによって、後述するように、電磁波の内の所定の波長領域成分を反射させ残りを通過させる特性を持つようになる。誘電体積層膜1をなす各誘電体層1_jの層数の数え方は、その両側の厚い層第n0層1_0および第k層1_kを層数として数えずに、たとえば、第1層目から第k層側に向けて順に数える。実質的には、両側の厚い層第0層1_0および第k層1_kを除いた基本層1_1~1_n図ではn=5により、誘電体積層膜1が構成される。このような構造を持つ誘電体積層膜1に光を入射させると、誘電体積層膜1での干渉により、反射率あるいは透過率が波長λに対してある依存性を持つようになる。光の屈折率差Δnが大きいほどその効果が強くなる。特に、この誘電体積層膜1が、周期的な構造や、ある条件たとえば各層の厚みdの条件d~λ/4nを持つことで、白色光などの入射光L1が入射すると、ある特定波長域の光特定波長領域光の反射率だけを効果的に高めて殆どを反射光成分L2にさせ、すなわち透過率を小さくさせて、かつ、それ以外の波長域の光の反射率を低くすることで殆どを透過光成分L3にさせる、すなわち、透過率を大きくさせることができる。ここで波長λは、ある波長域の中心波長であり、nはその層の屈折率である。本実施形態では、この誘電体積層膜1による反射率あるいは透過率の波長依存性を利用することで、分光フィルタ10を実現する。図6Bは、赤外光IRInfraRedと可視光VLVisibleLightとを分光する事例で示している。可視光VLよりも長波長側である赤外領域の波長λ主に780nmより長波長側の赤外光IRに対して、高い反射率を持たせるような誘電体積層膜1を形成することで、赤外光IRをカットすることができる。なお、誘電体積層膜1をなす各誘電体層1_jの部材層材は、複数の層で誘電体積層膜1を構成することから少なくとも2種となり、3層以上の場合には各誘電体層1_jの何れもが異なる層材でなるものであってもよいし、2種あるいはそれ以上を交互にあるいは任意の順に積層したものであってもよい。また、誘電体積層膜1を、基本的な第1および第2の層材で構成しつつ、一部を第3あるいはそれ以上の層材に代えるようにしてもよい。以下、具体的に説明する。<<誘電体積層膜の設計手法;赤外光カットの例>><厚みdjの設計手法>図7~図9は、誘電体積層膜1を設計する手法の基本概念を説明する図である。ここでは、誘電体積層膜1を、基本的な第1および第2の層材で構成しつつ、赤外光IRを選択的に反射させるような設計例を述べる。図7にその構造図を示すように、本実施形態で用いる誘電体積層膜1は、両側以下、光入射側を第0層、反対側を第k層と称するの厚い酸化シリコンSiO2以下SiO2と記すに挟まれて、第1および第2の層材でなる複数の誘電体層1_jが積層されて構成されている。図示した例では、誘電体層1_jをなす第1および第2の層材として何れも一般的な材料を用いることとし、シリコンナイトライドSi3N4以下SiNと記すを第1の層材、酸化シリコンSiO2を第2の層材とする2種を用いて、これらを交互に積層している。また、誘電体積層膜1の構造は、上下に十分に厚い酸化シリコンSiO2層がある場合d0=dk=∞を仮定している。このような誘電体積層膜1は、下記式1の条件を満たすことで、反射率を有効に高くすることができる。ここでdjjは層番号;以下同様は、誘電体積層膜1を構成する各誘電体層1_jの厚みであり、njは、その各誘電体層1_jの屈折率であり、λ0は反射波長領域の中心波長以下反射中心波長というである。誘電体積層膜1をなす各誘電体層1_jの層数の数え方は、その両側の厚い酸化シリコンSiO2を層数として数えずに、たとえば、第1層目から第k層側に向けて順に、SiN層/SiO2層/SiN層で3層、SiN層/SiO2層/SiN層/SiO2層/SiN層で5層というように数える。図4では、7層構造を示している。また、反射波長領域である赤外光IRの反射中心波長λ0=900nmとして、奇数番目の層をなすシリコンナイトライドSiNの屈折率nα=2.03、0番目、偶数番目、およびk番目の層をなす酸化シリコンSiO2の屈折率nβ=1.46としており、屈折率差Δnは、0.57である。また、上記式1に従い、シリコンナイトライドSiNの厚みdα=d1,d3,...;j=奇数は111nm、酸化シリコンSiO2層の厚みdβ=d2,d4,...;j=偶数は154nmとしている。図8は、一般的な材料を用いた図7の構造について、層数を変えて、有効フレネル係数法で計算した反射率Rの結果反射スペクトル図を示し、これにより、反射スペクトルの層数依存特性が分かる。図8の結果から、層数が増えるに従い、赤外光IRの反射中心波長λ0=900nmを中心に反射率Rが高くなっているのが分かる。さらに、このように波長900nmを反射中心波長λ0に選ぶことで、ほぼ赤外光IRと可視光VLを分けていることが分かる。ここでは、5層以上にすることで、反射率Rが0.5以上、特に、7層以上にすることで、反射率が0.7を超えて望ましいことが分かる。図9は、誘電体層1_jの厚みの変動依存性ばらつきとの関係を説明する反射スペクトル図である。ここでは、7層の場合を例に、各誘電体層1_jの厚みdjを±10変えて計算した結果反射スペクトル図を示している。条件式1は、フレネル係数法による理想的な計算値であるが、実際には式1の条件はゆるやかで幅がある。たとえば、±10の厚みdjの誤差があっても有効に反射率を高くできることがフレネル係数法による計算で分かった。たとえば、図8に示すように、厚みdjにばらつきの差があっても、有効に反射率Rを高くできることが分かった。たとえば、赤外光IRの反射中心波長λ0=900nmにおいて反射率Rが0.5以上という十分な反射率Rが得られているし、赤外光IR全体主に780nmより長波長側においても、反射が強いことが分かる。したがって、実際には、ばらつきも加味すれば、誘電体層1_jの厚みdjは、下記式2の範囲であれば、反射率を有効に高くする上で、十分な効果が得られることになる。<反射中心波長λ0の設計手法>図10~図12は、反射中心波長λ0の条件を説明する図である。厚みdjの数値条件は、スペクトルの赤外反射領域のバンド幅ΔλIRに依存する。反射スペクトルの概念を示した図10Aのように、赤外反射領域のバンド幅ΔλIRが広い場合には長波長側に中心波長λ0を持っていかないと可視光VLでの反射が顕著になる。また反射スペクトルの概念を示した図10Bのように、逆に赤外反射領域のバンド幅ΔλIRが狭い場合には、短波長側に中心波長λ0を持っていかないと可視光VLに近い赤外領域での反射が起こらなくなる。可視光VLと赤外光IRの波長分離性能が非常によい。ところで図102に示したシリコンSiの吸収スペクトルのグラフから、赤外領域の内、0.78μm≦λ≦0.95μmの範囲の赤外光IRを反射させれば、赤外カット効果として十分になることが分かる。これは、波長0.95μmより長波長側の光は殆どシリコンSi内部で吸収されず、光電変換されないからである。したがって0.78μm≦λ≦0.95μmの範囲の波長の赤外光IRを反射できるように反射中心波長λ0を選べばよいことになる。また、可視光VLでも、赤R領域の内、640~780nmの範囲の光は視感度が低いために反射されてもされなくても特に撮像素子の性能に影響はないと考えてよい。したがって640~780nmの波長領域に反射が生じていても不都合がない。さらに、赤外反射領域のバンド幅ΔλIRは、誘電体積層膜1の屈折率差Δnが大きいときには広くなり、逆に屈折率差Δnが小さいときには狭くなる。したがって、赤外反射領域のバンド幅ΔλIRは、SiN/SiO2多層膜の場合には狭く、Si/SiO2多層膜の場合には広くなる。これらのことから、SiN/SiO2多層膜屈折率差Δn=0.57の場合には、図11の反射スペクトル図に示す780nmと950nmの反射中心波長λ0の計算から、780nm≦λ0≦950nmの範囲であれば、ほぼ上述の条件を満たすことが分かる。ところで、図11は後述する図16のような積層構造で、λ0=780nmとλ0=950nmになるように、誘電体層1_jの膜厚djだけを変えて計算されたものである。また同様に、Si/SiO2多層膜屈折率差Δn=2.64の場合、図12の反射スペクトル図に示すように900nm≦λ0≦1100nmの範囲であれば、ほぼ上述の条件を満たす。以上のことから、シリコンナイトライドSiNやシリコンSiと酸化シリコンSiO2の組合せにおいては、反射中心波長λ0としては、下記式3-1を満たせばよいことになる。好ましくは、下記式3-2を満たすのがよい。これらは、900nm近傍を反射中心波長λ0とするのが理想的であることを意味する。もちろん、上記で示した材料は一例に過ぎず、上述のような効果は必ずしも酸化シリコンSiO2とシリコンナイトライドSiN層の組み合わせに限ったことでなく、屈折率差が0.3以上、さらに望ましくは0.5以上あるような材料を選べば同様な効果があることが計算によって見積もられた。たとえばSiN膜は、作製条件によって多少の組成のばらつきがあってもよい。また、誘電体積層膜1を構成する誘電体層1_jとしては、酸化シリコンSiO2やシリコンナイトライドSiNの他、アルミナAl2O3やジルコニアZrO2屈折率2.05や酸化チタンTiO2屈折率2.3~2.55や酸化マグネシウムMgOや酸化亜鉛ZnO屈折率2.1などの酸化物あるいはポリカーボネートPC屈折率1.58やアクリル樹脂PMMA屈折率1.49などの高分子材料、炭化珪素SiC屈折率2.65やゲルマニウムGe屈折率4~5.5などの半導体材料も使用可能である。高分子材料を用いることで、従来のガラス製にはない特徴を持った分光フィルタ10を構成することができる。すなわち、プラスチック製にすることができ、軽量で耐久性高温、高湿、衝撃に優れる。<<誘電体積層膜を利用した分波イメージセンサ>>図13~図17は、誘電体積層膜1を利用した固体撮像素子314への適用に好適な分光イメージセンサ11の一実施形態を説明する図である。この分光イメージセンサ11は、誘電体積層膜1を利用した分光フィルタ10の基本的な設計手法を用いて構成されるものである。ここでは、赤外光IRを選択的に反射させるような誘電体積層膜1を半導体素子層上に形成することで、赤外光IRをカットして可視光VL成分を受光するようにした分光イメージセンサ11の設計例を述べる。なお、分光イメージセンサ11の基本構造は、分光フィルタ10を半導体素子層の受光部上に形成したもので、これだけでは、単波長分波対応つまりモノクロ画像撮像用の分光イメージセンサ11になるが、分光イメージセンサ11の各受光部に対させて色分離フィルタの所定色たとえばR,G,Bの何れかを設けることで、カラー画像撮像対応となる。ここで、図7~図9を用いて説明した誘電体積層膜1をシリコンSiフォトディテクタなどの検知素子が形成された屈折率が誘電体積層膜1をなす各誘電体層1_jよりも大きい半導体素子層上に作製するに当たっては、半導体素子層から誘電体積層膜1までの距離、すなわち第k層の誘電体層1_kをなす酸化シリコンSiO2層の厚みdkが重要である。これは図13の構造図に示すように、たとえばシリコンSi屈折率4.1でなる半導体素子層フォトディテクタなどの表面であるシリコン基板1_ωの表面からの反射光L4との干渉効果によって、トータルな反射光LRtotalのスペクトルが変化することを意味する。図14は、トータルな反射光LRtotalの、誘電体層1_kをなす酸化シリコンSiO2層の厚みdkの変動依存性を説明する反射スペクトル図である。ここでは、図7に示した7層構造の誘電体積層膜1について、誘電体層1_kの厚みdkを変えて計算した結果を示している。図14内の各図において、横軸は波長λμmで、縦軸は反射率Rである。図14内の各図から分かるように、厚みdk=0.154μmのとき、すなわち赤外光IRの反射中心波長λ0に対して、条件式1を満たす値のときに、反射スペクトルは殆ど影響を受けず、赤外光IR波長λ≧780nmを強く反射していることが分かる。それに対して厚みdk=0.3~50μmまでのスペクトルには、厚みdk=∞の反射スペクトルに比べて別の振動が生じていることが分かる。それによって赤外での反射がディップ状に低下している波長域が存在するのが分かる。ただし、厚みdk=2.5μm以上になると、赤外でのディップの半値幅が30nm以下になり、とりわけ厚みdk=5.0μm以上になるとその半値幅が20nm以下となり、一般的なブロードな自然光に対して十分に半値幅が狭くなるので平均化された反射率となる。さらに、厚みdk=0.3~1.0μmのスペクトルに関しては、可視光VLでの反射率が高いことも分かる。これらのことから、望ましくは、厚みdk=0.154μm付近、すなわち条件式1を満たす値のときが最適であると言える。図15は、誘電体層1_kをなす酸化シリコンSiO2層の厚みdkの変動依存性を説明する反射スペクトル図であって、特に、厚みdk=0.154μm付近で、厚みdkの値を変えて計算した結果を示すものである。図15内の各図において、横軸は波長λμmで、縦軸は反射率Rである。この結果から分かるように、条件式1を満たす厚みdk=0.154μmを中心として、厚みdk=0.14~0.16μmの範囲であれば、可視光VLでの反射が抑えられることが分かる。以上のことから、分光イメージセンサ11の最適構造は、図16の構造図に示すように、実質的には、第k層の誘電体層1_kを含めて8層構造の誘電体積層膜1Aを有するものとなり、その反射スペクトルの計算結果は図17に示す反射スペクトル図のようになる。言い換えると、誘電体積層膜1Aは、シリコン基板1_ω上に、第2の層材である酸化シリコンSiO2でなる層を4周期分設けた構造をなしている。<誘電積層膜を利用した変形例>図18~図30は、誘電多層膜を利用した分光フィルタ10および分光イメージセンサ11の変形例を示す図である。上記の分光フィルタ10の構造は、誘電体積層膜1を利用した基本構造を示したもののであり、その他の様々な変形が可能である。同様に、上記の分光イメージセンサ11の構造は、誘電体積層膜1を利用した分光フィルタ10をCMOSやCCDなどの受光部上に形成する基本構造を示したもののであり、その他の様々な変形が可能である。たとえば、詳細は割愛するが、分光フィルタ10や分光イメージセンサ11の変形例としては、本願出願人が特願2004-358139号にて提案しているように様々な構成を採用することができる。たとえば、図18に示す第1の変形例のように、第k層目の誘電体層1_kとシリコン基板1_ωとの間に、第k層目の誘電体層1_kの屈折率nkとシリコン基板1_ωの屈折率nω=4.1に対して中間的な屈折率をもつ第3の層1γたとえばシリコンナイトライドSiN層を追加した分光イメージセンサ11とすることで、可視光領域内における反射を低減することもできる。なお、図18に示す構成では、この変形に対応して、誘電体積層膜1の第1層目から第7層目の定数設計に際して、赤外光IRの反射中心波長λ0を900nmではなくより低い側の852nmに変更しており、シリコンナイトライドSiNの厚みdα=d1,d3,...;j=奇数は105nm、酸化シリコンSiO2層の厚みdβ=d2,d4,...;j=偶数は146nmとしている。これは、薄いSiN層30nmを新たに挿入することで可視光での反射率が減少するとともに同時に可視光と赤外光の境界780nm付近の反射率も低下するので、全体を短波長側にシフトさせてこの低下分を補うため、すなわち境界付近の赤外を効率よくカットするためである。もちろん、赤外光IRの反射中心波長λ0を900nmにしたままとしてもよい。なお、第1の変形例で追加した第3の層材は、第1の層材であるシリコンナイトライドSiNと同じであるが、シリコン基板1_ωよりも大きな屈折率を持つ部材であればよく、その他の部材であってもよい。第1例の変形例の誘電体積層膜1を有する分光イメージセンサ11は、実質的には、7層の誘電体積層膜1と、第k層の誘電体層1_k酸化シリコンSiO2層とシリコンナイトライドSiN層1_γの2層分を含めて、全体として9層構造の誘電体積層膜1Bを有するものとなる。その反射スペクトルの計算結果は図19に示すようになる。また、図20に示す第2の変形例のように、第1の変形例で追加した第3の層材とシリコン基板1_ωとの間に、第3の層材よりも小さな屈折率をもつ第4の層1δたとえば酸化シリコンSiO2層を積層した分光イメージセンサ11とすることで、さらに暗電流を低減することもできる。具体的には、第3の層材である厚みdγのシリコンナイトライドSiN層1_γとシリコン基板1_ωとの間に、第4の層材として、酸化シリコンSiO2層1_δを用いて、その厚みdδ=0.010μmとしている。その反射スペクトルの計算結果は図21に示すようになる。なお、第2の変形例で追加した第4の層材は、第2の層材である酸化シリコンSiO2と同じであるが、第3の層材本例ではシリコンナイトライドSiNよりも小さな屈折率を持つ部材であればよく、その他の部材であってもよい。第2例の変形例の誘電体積層膜1を有する分光イメージセンサ11は、実質的には、7層の誘電体積層膜1に、第k層の誘電体層1_k酸化シリコンSiO2層とシリコンナイトライドSiN層1_γと酸化シリコンSiO2層1_δの3層分を含めて、全体として10層構造の誘電体積層膜1Cを有するものとなる。言い換えると、誘電体積層膜1Cは、シリコン基板1_ω上に、第2の層材である酸化シリコンSiO2でなる層を5周期分設けた構造をなしている。第1例と第2例とでは、酸化シリコンSiO2層1_δの有無の違いがあるが、図19および図21から分かるように、何れも、可視光VLでの反射率が十分に低下する。また、第2例のように、酸化シリコンSiO2層1_δを追加することで、暗電流を低減できる効果が得られる。なお、酸化シリコンSiO2層1_δを追加することで、シリコンナイトライドSiN層1_γを追加することによる効果が低減することのないように、両者の厚みの関係はdδ<<dγとするのがよい。このように、第k層目の酸化シリコンSiO2とシリコン基板1_ωとの間に、屈折率nk=nSiO2と屈折率nω=nSiに対して中間的な屈折率nγ=nSiNをもつ部材として薄いシリコンナイトライドSiN層1_γを中間層として追加することで、可視光VLでの反射を抑えることが可能となる。また、図22に示す第3の変形例のように、誘電体積層膜1内において、この誘電体積層膜1を構成する基本的な第1および第2の層材よりも大きな屈折率をもつ第5の層1ηたとえばシリコンナイトライドSiNおよび酸化シリコンSiO2よりも高い屈折率=4.1を持つ厚みdη=61nmのシリコンSi層を追加した分光イメージセンサ11とすることで、誘電体積層膜1をなす誘電体層1_jの層数を低減することもできる。たとえば、図22の構造図に示す例では、シリコンナイトライドSiNおよび酸化シリコンSiO2よりも高い屈折率=4.1を持つ厚みdη=61nmのシリコンSi層を第5の層材として、シリコンナイトライドSiN中間の第3層目の誘電体層1_3に代えてに代えて1層だけ追加している。なお、図22では、誘電体積層膜1の各層の定数設計に際して、赤外光IRの反射中心波長λ0を900nmにしており、シリコンナイトライドSiNの厚みdα=d1,d3,...;j=奇数は111nm、酸化シリコンSiO2層の厚みdβ=d2,d4,...;j=偶数は154nmとし、厚みdη=55nmのシリコンSi層を第5の層材として、シリコンナイトライドSiNに代えて1層だけ追加している。その反射スペクトルの計算結果は図23に示す反射スペクトル図のようになる。ここで第3の変形例で追加した第5の層材は、半導体素子層をなすシリコン基板1_ωと同じであるが、誘電体積層膜1をなす第5の層材以外の誘電体層1_jよりも大きな屈折率を持つ部材であればよく、その他の部材であってもよい。なお、誘電体積層膜1Dを半導体素子層シリコン基板1_ω上に作製するに当たっては、半導体素子層から誘電体積層膜1Dまでの距離、すなわち第k層の誘電体層1_kをなす酸化シリコンSiO2層の厚みdkが重要である。これは図22の構造図に示すように、たとえばシリコンSi屈折率4.1でなる半導体素子層フォトディテクタなどの表面であるシリコン基板1_ωの表面からの反射光LRとの干渉効果によって、トータルな反射光LRtotalのスペクトルが変化することを意味する。図24は、5層構造の誘電体積層膜1Dについて、トータルな反射光LRtotalの、誘電体層1_kをなす酸化シリコンSiO2層の厚みdkの変動依存性を説明する反射スペクトル図である。図24内の各図において、横軸は波長λμmで、縦軸は反射率Rである。図24内の各図から分かるように、厚みdk=0.15μmのとき、すなわち赤外光IRの反射中心波長λ0に対して、条件式1を満たす値dk=0.154μm近傍のときに、反射スペクトルは殆ど影響を受けず、赤外光IR波長λ≧780nmを強く反射していることが分かる。それに対して厚みdk=0.3~50μmまでのスペクトルには、厚みdk=∞の反射スペクトルに比べて別の振動が生じていることが分かる。それによって赤外での反射がディップ状に低下している波長域が存在するのが分かる。また、図25および図27に示す第4の変形例のように、第3の変形例における層数低減に当たって、誘電体積層膜1内において、この誘電体積層膜1を構成する基本的な第1および第2の層材よりも大きな屈折率をもつ複数の第5の層1ηたとえばシリコンナイトライドSiNおよび酸化シリコンSiO2よりも高い屈折率=4.1を持つ厚みdη=61nmのシリコンSi層を追加した分光イメージセンサ11とすることで、層数をさらに低減することもできる。基本層において隣接する層の屈折率差を大きく取る点に特徴を有している。たとえば、図25の構造図に示す例第4の変形例;その1では、基本層を3層構造に持つ誘電体積層膜1Eを構成するようにし、シリコンナイトライドSiNおよび酸化シリコンSiO2よりも高い屈折率=4.1を持つ厚みdη=61nmのシリコンSi層を第5の層材として、シリコンナイトライドSiNに代えて2層設けている。言い換えると、誘電体積層膜1Eは、シリコン基板1_ω上に、第2の層材である酸化シリコンSiO2でなる層を2周期分設けた構造をなしている。その反射スペクトルの計算結果は図26に示す反射スペクトル図のようになる。なお、誘電体積層膜1の各層の定数設計に際して、赤外光IRの反射中心波長λ0を1000nmにしており、第5の層材でなるシリコンSi層の厚みdη=d1,d3は61nm、酸化シリコンSiO2層の厚みdβ=d2およびdkは171nmとしている。また、図27の構造図に示す例第4の変形例;その2では、基本層を5層構造に持つ誘電体積層膜1Eを構成するようにし、シリコンナイトライドSiNおよび酸化シリコンSiO2よりも高い屈折率=4.1を持つ厚みdη=61nmのシリコンSi層を第5の層材として、シリコンナイトライドSiNに代えて3層設けている。その反射スペクトルの計算結果は図28に示す反射スペクトル図のようになる。図26との比較から分かるように、第5の層材を増やすことで、赤外光領域での反射率を1.0に近づけることができることが分かる。また、図29に示す第5の変形例のように、第3や第4の変形例において、第1の変形例を同時に適用した分光イメージセンサ11とすることで、層数の低減とともに、可視光領域内における反射を低減することもできる。特に青色B成分波長420nm近傍や緑色G成分波長520nm近傍での反射率は若干増加するものの、赤色R成分波長600nm近傍での反射率を十分に低下させることができ、赤外光IRとの分離に適するようになる。たとえば図29に示す構造においては、第k層目の酸化シリコンSiO2とシリコン基板1_ωとの間に厚みdγが比較的薄いシリコンナイトライドSiN層1_γを第3の層材として積層した構造をなしている。ここでは、厚みdγ=0.030μmとしている。その反射スペクトルの計算結果は図30に示す反射スペクトル図のようになる。この変形例の誘電体積層膜1を有する分光イメージセンサ11は、実質的には、3層の誘電体積層膜1に、第k層の誘電体層1_k酸化シリコンSiO2層とシリコンナイトライドSiN層1_γの2層を含めて、全体として5層構造の誘電体積層膜1Fを有するものとなる。なお、この第5の変形例で追加した第3の層材は、第1の層材であるシリコンナイトライドSiNと同じであるが、シリコン基板1_ωよりも大きな屈折率を持つ部材であればよく、その他の部材であってもよい。なお、図示を割愛するが、第3や第4の変形例において、第1および第2の変形例を同時に適用した分光イメージセンサ11とすることで、層数の低減とともに、可視光領域内における反射を低減することや暗電流を低減することもできる。上記の説明では、誘電体積層膜1を利用した分光フィルタ10を使用して分光イメージセンサ11を構成していたが、これに限らず、電磁波の内の所定の波長領域成分を反射させ残りを通過させる特性を持った部材を検知部の電磁波が入射する入射面側に設けるものであればよい。たとえば、誘電体積層膜1に限らず、所定の厚さの単層膜を利用しても、分光フィルタを形成することができる。単層膜の膜厚を変化させると、電磁波の内の所定の波長領域成分を反射させ残りを通過させる効果が得られるからである。<<製造プロセスの具体例>>図31は、上記実施形態で説明した積層膜を利用したセンサ構造の分光イメージセンサを製造する具体的なプロセス例を示す図である。この図31は、赤外光IR用の受光部と可視光VL用の受光部とを備えた分光イメージセンサの製造プロセス例である。この構造の作製に当たっては、一般的なCCDやCMOS構造の回路をまず形成する図31A。この後に、Siフォトダイオードの上にたとえばCVDChemicalVaporDeposition;化学気相成長法などを用いてSiO2膜とSiNを順次積層する図31B。この後、たとえば4つの画素の内1つだけをリソグラフィ技術やRIEReactiveIonEtching法などを用いてエッチングすることで、赤外光IR用の受光部に最下層のSiO2膜に達する開口部を設ける図31E。この赤外光IR用の受光部は、他の可視光カラー画像撮像用の色画素に対して補正画素としても使用される。この後、誘電体積層膜1などの保護のために、一部に開口部が設けられた誘電体積層膜1上にたとえば再度CVDなどを用いてSiO2膜を積層して平坦化する図31F。もちろん、このプロセスは必須ではない。なお、この際、可視光VL用の3つの画素R,G,B成分用をエッチングしないように、赤外光IR用の受光部に開口部が設けられたフォトレジストを用いてもよい図31C,D。この場合、誘電体積層膜1上にSiO2膜を積層する前に、フォトレジストを除去する必要がある図31D→E。また、図示を割愛するが、さらにその上に色フィルタやマイクロレンズを画素に対応するように形成する。この際、赤外光IR用の受光部にはたとえば黒フィルタを配し、可視光用の検知部には原色フィルタを配することで、黒フィルタの画素が赤外光を受光し、他の3色の画素が可視光の赤、緑、青色の3原色を受光するようにする。こうすることで、3原色可視光の画素の検知部上にはSiN層とSiO2層の誘電体多層膜が形成されるが、黒フィルタの画素の検知部上にはこの誘電体多層膜が形成されないこととなる。このような構造で作製された撮像素子を用いることで、3原色の可視光の像と赤外光の像を同時に撮像できる。さらに若干の赤外光IRが漏れて可視光VL用の光電変換素子フォトダイオードなどに入射する場合、全体に弱い赤外光カットフィルタを入れてもよい。たとえば50以下の赤外光カットフィルタを入れることで、可視光VLに対して殆ど問題のないレベルまでカットしても赤外光IR用の光電変換素子フォトダイオードなどでは、赤外光IRが集光するので十分な感度となる。なお、このような製造プロセスでは、Si基板表面近くまでエッチングする、すなわち赤外光IR用の受光部に最下層のSiO2膜に達する開口部を設けるため図31E、エッチングによるダメージが問題になることがある。この場合は、Si基板直上のSiO2層の厚みdを大きくしてダメージを低減することも可能である。ここでdk=2.5μm以上になると、図14のように反射スペクトルの赤外光領域でのディップの半値幅が狭くなるので、一般的なブロードな自然光に対して平均化された反射率となるので、赤外光の反射が可能となる。したがって望ましくは第k番目の誘電体層1_kの厚みdkを2.5μm以上にするのがよい。さらに望ましくは、5μm以上の厚みにするとなおよい。また、シリコン基板1_ω上に形成されるフォトダイオードや画素内アンプなどためのメタル配線、すなわち、単位信号生成部としての画素内アンプなどから単位信号としての画素信号を撮像部検出領域から読み出すための信号線をなす配線層をシリコン基板1_ω直上に形成する場合、シリコン基板1_ω直上に誘電体積層膜1を設けた構造よりは、シリコン基板1_ω上である程度離したところに誘電体積層膜1を形成する、すなわちメタル配線より上側に誘電体積層膜1を形成することで、プロセスが容易になり、コストが低く抑えられるメリットが得られる。詳しくは後述するが、誘電体積層膜1をなす層数を増やすことで、ある程度よい結果が得られる。以下、メタル配線を考慮した分光イメージセンサについて説明する。<<誘電体積層膜を利用した分波イメージセンサ;第6の変形例>>図32~図38は、誘電体積層膜1を利用した単波長分波対応の分光イメージセンサ11の第6の変形例を説明する図である。第6の変形例は、図13~図17にて説明した手法を基本として、メタル配線を考慮して、シリコン基板1_ωよりある程度距離の離れた上側において、誘電体積層膜1をシリコン基板1_ω上に、フォトダイオードなどの検知部と一体的に形成する点に特徴を有する。たとえば、図32のように、CMOS構造を考えると、フォトダイオードなどの検知部が形成された半導体素子層上に配線層を1つ有し、その厚みが0.7μm程度ある場合において、フォトダイオードなどが形成されるシリコン基板1_ωよりも略0.7μm上に多層膜構造を一体的に形成する場合、第1層目の配線層のプロセスの後に誘電体積層膜1を形成すればよい。こうすることで、厚みdk≒0.7μmを持つ第k層内に配線層を設けることができる。また、図33のように、半導体素子層上に配線層を3つ有し、それらの総厚みが3.2μm程度ある場合において、フォトダイオードなどが形成されるシリコン基板1_ωよりも略3.2μm上に多層膜構造を一体的に形成する場合、最上である第3層目の配線層のプロセスの後に誘電体積層膜1を形成すればよいことになる。こうすることで、厚みdk=3.2μmを持つ第k層内に配線層を設けることができる。ここで、略3.2μmと記載したのは、図示のように、本例では、シリコン基板1_ω上に厚みが10nm程度のSiO2層δ層を設け、その上に、厚みが65nm程度のSiN層γ層を設けており、3.2μmは、これらγ,δ層を除くk層の厚さを意味するからである。色フィルタ14やマイクロレンズなどは、この誘電体積層膜1を形成した後に形成すればよい。図34および図35は、このような分光イメージセンサ11の積層構造の概念を示す図である。ここでは、基本層1_1~1_nの他に、第k層目の誘電体層1_kとシリコン基板1_ωとの間に、第3の層1_γと第4の層1_δとを備える図20に示した第2の変形例の構造を利用する。また、第2の変形例と同様に、赤外光IRの反射中心波長λ0を852nmにしている。たとえば、図34では、図20に示した7層構造を基本層としつつ、第k層の誘電体層1_k酸化シリコンSiO2層とシリコンナイトライドSiN層1_γと酸化シリコンSiO2層1_δの3層分を持つ誘電体積層膜1Cをベースとして、第k層の誘電体層1_kの厚さを700nmにしている。また、第k層目の酸化シリコンSiO2とシリコン基板1_ωとの間に厚みdγ=65nmもしくは100nmの比較的薄いシリコンナイトライドSiN層1_γを第3の層材として積層し、さらに、この追加した第3の層材とシリコン基板1_ωとの間に、第3の層材よりも小さな屈折率をもつ第4の層材としての酸化シリコンSiO2層1_δを厚みdδ=10nmで積層した誘電体積層膜1Cにしている。また、図35では、基本となる誘電体積層膜1を9層構造としつつ、第k層の誘電体層1_kの厚さを700nmもしくは3.2μmにしている。また、第k層目の酸化シリコンSiO2とシリコン基板1_ωとの間に厚みdγ=65nmの比較的薄いシリコンナイトライドSiN層1_γを第3の層材として積層し、さらに、この追加した第3の層材とシリコン基板1_ωとの間に、第3の層材よりも小さな屈折率をもつ第4の層材としての酸化シリコンSiO2層1_δを厚みdδ=10nmで積層した誘電体積層膜1Cにしている。これらの反射スペクトルの計算結果は図36~図38に示すようになる。図32や図33から分かるように、0.7μmや3.2μmほどシリコン基板1_ωの上側に誘電体積層膜1を形成することで、配線プロセスが容易になる。なお、正確には、シリコン基板1_ω直上には第4の層材であるSiO2層と第3の層材であるSiN層の順にそれぞれ10nmと65nmあるいは100nmの厚が存在するので、それより上側になる。ここではSiN膜とSiO2膜とを有する誘電体積層膜1において、7層の場合と9層の場合を示したが、図36から分かるように、シリコンナイトライドSiN層1_γを過度に厚くすると、赤外光反射領域でのディップが大きく、結果として反射が大きく低下していることが分かる。加えて、第3の層材であるSiN層の厚さdγが厚いと、可視光領域での反射が高くなる。これは、第2例において説明したように、中間層として設ける第3の層材は、可視光領域内における反射を低減することを目的とするものであり、中間層として設けた誘電体層1_γの厚みdγは、薄い方には十分な余裕があるが、大きい方には余裕が少ないことによると考えられる。また図37から分かるように、7層の場合に比べて9層まで多層構造の層数を増やすと、赤外光領域での反射率Rが0.9を超えるようになり、赤外光領域での反射性能をさらに向上させることができることが分かる。また図38から分かるように、第k番目の誘電体層1_kの厚みdkが3.2μmの7層構造では、赤外光反射領域でのディップが大きく、結果として反射が大きく低下していることが分かる。しかしながら、これも9層まで層数を増やすと、これらのディップが小さくなり、赤外光領域での反射性能をさらに向上させることができることが分かる。このように、従来の配線プロセスを行なった後に、誘電体積層膜1を形成する方が製造が容易となり、新たなプロセスの検討が不必要となりコスト的によい。すなわち図32や図33のようなCMOS構造を作製することで、プロセスも容易にできて、かつ有効な効果が得られることになる。誘電体積層膜1を形成してから配線プロセスをすると、誘電体積層膜1の除去などを行なうなどプロセス的に困難になるのと大きな違いである。<撮像素子;第2実施形態-回折格子を利用>図39は、固体撮像素子314の第2実施形態を説明する図である。この第2実施形態の固体撮像素子314は、回折格子を利用して電磁波を所定波長ごとに分光する波長分離の概念を採り入れた点に特徴を有する。ここでは、電磁波の一例である光を所定波長ごとに分光することを例に説明する。具体的には、本出願人が特願2004-250049号にて提案している構成を利用したもので、回折格子501は、図39Aに示すように、電磁波たとえば光を遮断光の場合には遮光する遮断部材で構成された散乱体502が周期的に並んだ構造をしており、入射光L1が入射すると、各散乱体502で光が散乱されることで回折波L2が発生する。また、この回折波L2が周期的に多数存在する散乱体502によって回折波L2同士で干渉が起こる。これにより、図39Bに示すように、光強度は、各回折波L2の位相が一致するところでは強くなり、逆に位相が半波長分ずれるところでは弱めあうことになる。結果的に、干渉縞がSiシリコン基板509の表面およびSi基板内部にかけて生じることになる。本実施形態では、この干渉縞のパターンが波長λによって変化する波長分散性を呈することを利用することで、分光イメージセンサを実現する。<回折格子を利用した分波イメージセンサの基本構成>図40は、回折格子を利用した分波イメージセンサ分光イメージセンサの基本構成を説明する概念図である。また図41は、図40に示した分光イメージセンサ511の1つのフォトダイオード群512部分を拡大して示した図である。ここで、フォトダイオード群512は、従来の撮像デバイスにおける1画素に対応する1つのフォトダイオードに相当するものである。本実施形態では、開口部を前記電磁波が通ることによる回折効果を利用することで分光されたそれぞれ異なる波長色成分を検知する波長別色別の光電変換素子をフォトダイオード群512内に複数個設けることで、高解像度化高画素化などを図るようにする点に特徴を有する。1画素をなす1つのフォトダイオード群512に対して、色分離用の全色成分を割り当てる構成であり、1画素をなす色別の光電変換素子に対して色分離用の何れかの色成分を割り当てる構成とは異なる。図40に示した光電変換素子を複数個有してなるフォトダイオード群512が配列された分光イメージセンサ511は、回折効果を利用して電磁波を複数の波長成分に分け、それぞれの波長成分を入射面内における近接したそれぞれ異なる位置に入射させる波長分散部を、散乱体503第1の散乱体とスリット505第2の散乱体と散乱体507第3の散乱体とで構成している点に特徴を有する。具体的には、入射光L1側において、電磁波たとえば光を通過させる長尺状線状または棒状の開口部503aと、電磁波たとえば光を遮断光の場合には遮光する部分である長尺状線状または棒状の遮光部503bが交互に配列されてなる散乱体503が、遮光部503b同士が平行かつ周期的かつ受光面内の所定方向に列をなすようにたとえば横方向;図中のX方向に配置されている。横方向図中のX方向は、フォトダイオード群512が有する色別の光電変換素子からの画素信号の読出方向に対応するものである。ここで、線状とは、その断面積が光の波長に対して限りなく0ゼロに近い形態のものを意味し、棒状とは、その断面積が有限なる形態のものを意味するが、何れも、細長い形状すなわち長尺状のものである点では共通する。また分光イメージセンサ511は、散乱体503とSi基板509との間における回折波L2が集まる周辺に電磁波たとえば光を通過させる長尺状の開口部スリットの隙間505aと開口部505aを包囲する、電磁波たとえば光を遮断光の場合には遮光する部分である遮光部505bとが配されるように、回折格子501の主要部をなすスリット状の光散乱体以下単にスリットという505が設けられている。このスリット505は、開口部505aの周期隣接する開口部505aの間隔と散乱体503の周期隣接する散乱体503の遮光部503bの間隔;散乱体503の開口部の間隔が等しく、かつこれらが平行に配置されている。加えて、隣接する散乱体503間の中点を通る略中心線CL0上フォトダイオード群512表面に対して垂直の位置に開口部505aが配されるようになっている。さらに分光イメージセンサ511は、スリット505とフォトダイオード群512の間に別の長尺状の遮光部507bが開口部507aを挟んで周期的にかつ平行に配置されている散乱体507が設けられている。この散乱体507は、散乱体507の周期隣接する遮光部507bの間隔と散乱体503の周期散乱体503の隣接する遮光部503bの間隔またはスリット505の開口部505aの周期スリット505の隣接する開口部505aの間隔が等しくなるように設定されている。加えて、散乱体507の遮光部507bが、散乱体503間の中点を通る略中心線CL0上フォトダイオード群512表面に対して垂直の位置に配されるようになっている。このような構造の分光イメージセンサ511において、各散乱体503を周期的に配置することで、図40のように回折波L2の集光するところが現れる。特に、横方向に周期的でかつ平行に等間隔で各散乱体503を配置する場合、各散乱体503間の中心線CL0上で回折波L2が集まる。また、長尺状の散乱体503を用いることで、回折波L2が長尺状に集光したり、回折波L2同士の干渉縞光強度分布が長尺状になったりする。したがって、デバイス構造を考えるとフォトダイオード群512内に設ける光電変換素子フォトディテクタを長尺状の構造にできるので、設計し易い利点がある。加えて、図40は集光効果について着目して表しているが、その後、回折波L2がさらに進むことによって、図41のようにスリット505およびもう1つの散乱体507の効果によって分光される。したがって、これら2つの効果の合わせ技で集光および分光が成される。このとき、回折波L2が集まる周辺である散乱体503とフォトダイオード群512との間に、長尺状の開口部505aスリットの隙間が横方向に周期的でかつ平行となるようにスリット505を配置することで、青色光L3-B,緑色光L3-G,赤色光L3-R,赤外光L3-IR纏めて分光成分L3というというように、入射光L1を制御よく分光することができる。図40に示した光電変換素子を複数個有してなるフォトダイオード群512が配列された分光イメージセンサ511は、入射光L1側において、長尺状線状または棒状の散乱体503が平行かつ周期的かつ受光面内の所定方向に列をなすようにたとえば横方向;図中のX方向に配置されている。横方向図中のX方向は、フォトダイオード群512が有する色別の光電変換素子からの画素信号の読出方向に対応するものである。また、特に、スリット505の開口部505aの周期隣接する開口部505aの間隔と散乱体503の周期隣接する遮光部503bの間隔が等しく、かつこれらを平行に配置すれば、全体構造特に散乱体503とスリット505との関係において周期性および対称性が高まり、光の干渉特性がよくなる。その結果、分光特性がよくなる。また、散乱体503によって回折した光回折波L2がその中点遮光部503b間の中心付近に集光する。よって、散乱体503間の中点を通る略中心線CL0上フォトダイオード群512表面に対して垂直の位置にスリット505の開口部505aが配されるようにすることで、効率よく分光されることになる。また、スリット幅Dsを800nm±300nmとすることで可視光青色光L3-B,緑色光L3-G,赤色光L3-Rと赤外光L3-IRを分光できることが判った。さらに場合によっては、そのスリット505の開口部505aの中心線CL0上でかつスリット505とフォトダイオード群512の間にもう1つの散乱体507を置いてもよいし、置かなくてもよいことも判った。ここで、スリット505の開口部505aの中心線CL0上でかつスリット505とフォトダイオード群512の間にもう1つの線状の散乱体507を置くことで、図41に示す拡大図ように、長波長側の光緑色光~赤色光が回折でその散乱体507から離れたところに集まるが、短波長側の光特に青色光がその散乱体の後ろ側のフォトダイオード群512の中心線CL0上に集まることがMaxwell方程式に従ったFDTD法FiniteDifferenceTimeDomainMethodの光場計算によって判明した。ここで、長尺状の散乱体507を用いることで、回折波L2が長尺状に集光したり、回折波L2同士の干渉縞光強度分布が長尺状になったりする。したがって、デバイス構造を考えるとフォトダイオード群512内に設ける光電変換素子フォトディテクタを長尺状の構造にできるので、設計し易い利点がある。また、散乱体507を周期的にかつ平行に配置させることで、全体構造において周期性および対称性が高まり、光の干渉特性がよくなる。その結果、分光特性がよくなる。両者を組み合わせることで、分光特性のよく、かつ設計し易い構造になる。また、散乱体503の周期隣接する遮光部503bの間隔と散乱体507の周期隣接する遮光部507bの間隔とが等しく、かつこれらを平行に配置すれば、全体構造特に散乱体503と散乱体507との関係において周期性および対称性が高まり、光の干渉特性がよくなる。その結果、分光特性がよくなる。さらに、スリット505の開口部505aの周期隣接する開口部505aの間隔と散乱体507の周期隣接する遮光部507bの間隔が等しく、かつこれらを平行に配置すれば、全体構造特にスリット505と散乱体507との関係において周期性および対称性が高まり、光の干渉特性がよくなる。その結果、分光特性がよくなる。特に、散乱体503の周期隣接する遮光部503bの間隔とスリット505の開口部505aの周期隣接する開口部505aの間隔と散乱体507の周期隣接する遮光部507bの間隔が等しく、かつこれらを平行に配置すれば、全ての散乱体の位置関係を合わせることができ、周期性および対称性において最大の効果を得ることができる。結果として、光の干渉特性が極めてよくなり、分光特性が格段によくなる。本実施形態においては、以上のような回折特性を用いて分光する方法を利用することで、分光イメージセンサ511を実現する点に特徴を有する。このような構造は、母材である透明な酸化膜または窒化膜の中に散乱体を埋めた構造としてもよい。つまり、散乱体は、所定の透明な部材母材で埋め尽くして半導体基板と一体的に構成できるようにするのがよい。この場合、屈折率が母材より高いものを散乱体に選べばよい。ここで、酸化膜や窒化膜が母材としてよい理由は2つある。1つは、一般的な半導体のプロセスで用いられる膜であり、安価で低コストが挙げられる。もう1つは、シリコンに比べて低屈折率であるため、シリコンと組み合わせることで大きな屈折率差が設けられ、結果として効率よく回折が生じる。また、透明な母材としては、酸化膜または窒化膜を用いるのがよい。ここで、酸化膜としてはSiOxがよく、特にSiO2がよい。また、窒化膜としてはSiNxでもよい。これは、SiOx、特にその中でも完全に酸化されているSiO2が化学的に安定しており、また屈折率も最も低いからである。SiNxも同様であり、Si3N4が最も化学的に安定である。また、散乱体はプロセスの整合性のよいシリコンSiで形成するのが好ましいが、その他の部材で形成してもよく、たとえば窒化シリコンSiNを用いることができる。このとき、散乱体503,7の双方を同じ部材で形成してもよいし、それぞれ異なる部材で形成してもよい。SiNxは一般的な半導体のプロセスで用いられる材料であり、安価で低コストである利点がある。また、散乱体はゲルマニウムで形成してもよい。屈折率がシリコンSiよりも高く、散乱効果や回折効果が高まる利点が得られる。なお、散乱体は屈折率が異なればメタルやその化合物でもよい。つまり、遷移金属,遷移金属シリサイド,遷移金属窒化化合物,遷移金属窒化酸化化合物,貴金属,貴金属シリサイド,高融点金属,高融点金属シリサイドなどでもよい。具体的にはAl,Cu,Ni,Cr,W,WSi,WSi2,Ti,TiSi2,TiSi,TiN,TiON,Ta,TaN,NiSi,NiSi2,Hf,HfN,HfSi2,Ag,Au,Pt,CoSi2,RuN,RuOx,.RuOxN.などが挙げられる。この中で特にAl,Cu,Niなどを用いることで安価でコストの低いものができる。なお、回折格子を利用したセンサ構造は、p型半導体とn型半導体をすべて逆にしても成り立つ。ノイズ信号を抑える意味でn型基板を用いてもよい。この場合、n基板にAlやBなどのIII族ドーパントの熱拡散処理などを行なうことで表面から深さ2μm以上をp型化した上で、このような構造を作ってもよい。さらに、リーク電流を抑える意味で、半導体最表面の深さ0.1μm以内をAlやBなどのIII族ドーパントの熱拡散などを行なうことでp型化してもよい。もちろん、散乱体503の位置の周期光散乱体の中心点から次の同じ光散乱体の中心点までの横方向の間隔はフォトダイオード群512の配列ピッチ従来構造の画素ピッチに対応するので、結果として、散乱体503の位置の周期を変えることで画素ピッチを調整可能となる。高密度の撮像デバイスにする場合は、この周期を小さくすればよく、低密度の撮像デバイスにする場合は、この周期を大きくすればよい。たとえば、散乱体503の位置の周期が0.5~5μmまででも同じ効果が得られる。下限の0.5μmは可視光の回折限界に基づき設定したものである。すなわち、可視光の場合、0.3μm以上が回折限界となる。周期構造は少なくともこれより大きい値にする必要性があるので、下限を0.5μmとした。しかしながら、そもそもの限界である0.3μmを下限に設定しても不都合はない。一方、上限の5μmは回折現象が顕著に生じるオーダーに基づき設定したものである。もちろん5μm以上でも回折現象が生じるので上限を特に限定するものではない。この点では、望ましくは5μm以下ということでも不都合はない。また、必ずしも特定するものではないが、望ましくは周期が1~2μmの範囲、さらに好ましくは上記で説明したように周期が1.5μmであるのがよい。ここで下限の1μmは一般的な可視光の回折格子の周期構造および1周期の中に2つ以上作る光電変換素子の作製のし易さに基づき設定したものである。一方、上限の2μmはシミュレーションの結果から2μmまでであれば作製が今のところ容易であることが確認されたことに基づき設定したものである。また、散乱体503,507は回折効果および集光性を得ることができるものであればよく、散乱体503,507の何れも、その厚みは通常0.01μm以上であればよい。ここで下限の0.01μmは、光の散乱および回折が生じることのできる最小値に基づき設定したものである。通常、光の波長の1/10程度の散乱体があれば光の散乱および回折が生じる。また、散乱体503の厚みは、母材であるSiO2の屈折率の関係から、望ましくは0.1μm以上、さらに望ましくは0.2±0.05μmの範囲であればよい。ここで下限の0.1μmは有効に散乱および回折が生じる厚みに基づき設定したものである。また中心値の0.2μmはシミュレーション結果で特によい分光特性を示したことに基づき設定したものであり、その範囲0.05μmは作製上のバラツキを考慮して設定したものである。また、散乱体503,507として効率よく機能するために散乱体503,507の何れも、その横方向の幅は0.05μm以上あればよい。ここで下限の0.05μmは光の散乱および回折が生じることのできる最小値に基づき設定したものである。通常、光の波長の1/10程度の散乱体があれば光の散乱および回折が生じる。なお、この横方向の幅は散乱体の厚みとの整合性を考えて下限を0.01μmに設定したいところであるが、プロセスを考えると最新のプロセスで0.05μm幅ができるかどうかに依存する。よって、光の散乱および回折が可能なことと最小プロセス幅を考慮して、0.05μmを下限に設定している。また、特に望ましくは散乱体の幅dは0.05μm≦d≦0.3μmの範囲0.1-0.05/0.2μmであればよい。ここで大凡の中心値である0.1μmはシミュレーションの結果、分光特性がよかったことからこの値0.1μmを中心値に設定したものである。また範囲の-0.05μmは下限の関係で限定したものである一方、上限に関しては、製造し易い量産化プロセス0.25μmプロセスのことを考えて0.2μmに設定したものである。また、スリット505の開口部505aの幅スリット幅Dsは0.1μm以上で、好ましくは0.4μm以下であればよい。ここで下限の0.1μmは効果的に回折が生じる最小値に基づき設定したものであり、上限の0.4μmは、可視光λ≦780nm、特に赤色光640nmと緑色光540nmを効率よく分光するのがスリット幅0.4μm以下である点に基づき設定したものである。なお、0.5μmで分光しないわけではなく、好ましくは0.4μm以下である。また、特に分光特性を高めるためには、このスリット幅Dsは0.3±0.1μmの範囲であればよい。ここで中心値の0.3μmはシミュレーションの結果で分光特性がよかったことから0.3μmを中心値に設定したものである。その範囲±0.1μmは、同じくシミュレーションの結果から可視光の場合に特に効果的に回折で分光ができる条件に基づき設定したものである。なお、赤外分光の場合、ここの値が大きく異なることになる。また、スリット505の厚みは、分光効果を得るために0.01μm以上あればよい。ここで下限の0.01μmはスリットの機能が働く最小値に基づき設定したものである。すなわちその機能とは光の遮断効果が少しでも現れる厚みのことである。また特に効率的な効果を得るためには、0.125±0.1μmの範囲であればよい。ここで中心値の0.125μmはシミュレーションの結果で分光特性がよかったことから0.125μmを中心値に設定したものであり、その範囲±0.1μmの下限-0.1μmは青色光の遮断の効果が十分になるとして設定したものであり、上限0.1μmは製造上の作り易さから設定したものである。<<赤外光と可視光の分光の構造>>図42は、回折格子501をSi基板509分光イメージセンサ510のフォトダイオード群512に対応するの入射面側に配した赤外光分離対応の分波イメージセンサを説明する図であって、赤外光と可視光を分光する分光イメージセンサ511の断面構造を示す。ハッチング部分がSi材料を示し、それ以外の白色部分が酸化膜SiO2を示し、本実施形態の分光イメージセンサ511は、全体として、Si基板509上に酸化膜SiO2が形成されている。また赤外光と可視光の2つの波長成分に分光する本実施形態の分光イメージセンサ511は、可視光帯内を複数前例では青、緑、赤の3つの波長成分に分光する分光イメージセンサ511とは異なり、スリット505とフォトダイオード群512との間に散乱体507が設けられていない点に特徴を有する。散乱体507を設けない場合には緑色光と青色光が混ざり合うので、可視光の検知に際しては、フォトダイオード群512内に、赤外光検知用の光電変換素子に加えて、単一の光電変換素子を可視光検知用に配して、可視光帯内を分光せずにモノクロ画像を得るようにする。カラー画像撮像のためには、色分離フィルタを用いればよく、たとえば可視光を青、緑、赤の各3原色光の波長成分に分離する赤、緑、青の減色フィルタ色分離フィルタを従来構造と同様の手法を利用して3原色用の各光電変換素子フォトディテクタの前にそれぞれ入れる。長尺状の各散乱体503は、Si基板509フォトダイオード群512に対応の入射面側において、横方向図中のX方向に周期的でかつ平行に配置されており、それぞれの厚みが0.15μmであって、それぞれの散乱体503の位置の周期すなわち散乱体503の中心点から次の散乱体503の中心点までの横方向図中のX方向の間隔が2.0μmである。分光イメージセンサ511は、その表面散乱体503の入射光L1の入射側から深さ方向図中のZ方向に2.50μmの位置でかつSi基板509から1.05μmの位置に、すなわち散乱体503とSi基板509フォトダイオード群512に対応の間に、厚さが0.1μmでスリット幅Dsが0.80μmのスリット505が設けられている。結果として、開口部505aを包囲する、電磁波たとえば光を遮断光の場合には遮光する部分である遮光部505bの幅が1.20μmとなっている。スリット505は、それぞれのスリット幅Dsの開口部505aが、横方向図中のX方向に周期的でかつ平行に配置されており、さらにそれぞれのスリット幅Dsの開口部505aが、散乱体503間の中点を通る略中心線CL0上Si基板509やフォトダイオード群512表面に対して垂直の位置に設けられ、長尺状の散乱体503と平行に配置されている。つまり、スリット505の開口部505aの周期隣接する開口部505aの間隔と散乱体503の周期隣接する遮光部503bの間隔および位相が等しく、かつこれらが平行に配置されている。図43は、赤外光対応の分光イメージセンサ511において使用するSiシリコンの屈折率と消衰係数の波長分散の関係を示す図表である。ここでは、青色、緑色、赤色として代表的な波長をそれぞれ460nm,540nm,640nmとしている。また酸化膜SiO2の屈折率分散は極めて小さいので、どの波長に対しても屈折率1.4、消衰係数0とする。<分波手法のシミュレーション;赤外光と可視光>図44~図48は、図42に示す構造を持つ分光イメージセンサ511に受光面図中の下側から各波長成分の光を入れたときの赤外光と可視光との分光手法を説明する計算シミュレーション図FDTD法による光場計算で行なったものである。図44~図48において、Z=2.5μmの横破線はフォトダイオード群512とシリコン酸化膜SiO2との界面センサ表面を表す。ここで、図44は青色光波長460nmを、図45は緑色光波長540nmを、図46は赤色光波長640nmを、それぞれ入射したときの計算シミュレーション結果である。これら図から、可視光青色光、緑色光、赤色光の何れもに関しては、X=-3.0,-1.0,1.0,3.0μmのところで、Z=2.5~3.5μmフォトダイオード群512の表面から深さ1.0μmまで、すなわちセンサ表面近傍~やや深い領域までにおいて光強度が強くなっているのが判る。また、図47は赤外光波長780nmを、図48は赤外光波長880nmを、それぞれ入射したときの計算シミュレーション結果である。ここで、波長780nmは、可視光と赤外光の境界付近である。図48から、赤外光波長880nmに関しては、X=-2.0,0,2.0μmのところで、Z=2.5~4.5μmフォトダイオード群512の表面から深さ2.0μmまで、すなわちセンサ表面近傍~かなり深い領域までにおいて光強度が強くなっているのが判る。つまり、入射光L1に含まれる可視光青色光、緑色光、および赤色光と赤外光との関係においては、図42に示す分光イメージセンサ511に入射させることで、幅方向図中のX方向において波長による場所依存性を呈するとともに、深さ方向においても波長による場所依存性を呈することが判る。また、可視光と赤外光の境界付近である波長780nmについて示した図48では、X=-3.0,-2.0,-1.0,0,1.0,2.0,3.0μmのところで、Z=2.5~4.5μmフォトダイオード群512の表面から深さ2.0μmまで、すなわちセンサ表面近傍~やや深い領域までにおいて光強度が強くなっているのが判る。つまり、可視光青色光、緑色光、および赤色光を示した図44~図46と、赤外光波長880nmを示した図48の双方の性質を呈している。<検出位置の適正例;赤外光と可視光>図49は、上記シミュレーション結果に基づく可視光と赤外光との分光における検出位置の適正例を説明する図である。たとえば、図49に示す例のようなエリアで光を検出できるように分光イメージセンサ511を構成すれば、赤、緑、青の3原色でなる可視光帯と赤外光波長880nmとを分光して検出できることになる。すなわち可視光波長460nmの青色光、波長540nmの緑色光、および波長640nmの赤色光ではX=-3.0,-1.0,1.0,3.0μmのところでZ=2.5~3.5μmフォトダイオード群512の表面から深さ1.0μmにおいて、赤外光波長880nmではX=-2.0,0,2.0μmのところでZ=2.5~4.5μmフォトダイオード群512の表面から深さ2.0μmにおいて検出するようにすればよい。つまり、pn接合の最大深さを各Z方向の範囲に設定すればよいことになる。具体的には、可視光用の光電変換素子12Wをなすpn接合部分の最大深さはフォトダイオード群512の表面から深さ1.0μmの範囲、赤外光用の光電変換素子12IRをなすpn接合部分の最大深さはフォトダイオード群512の表面から深さ2.0の範囲となるようにすれば、それぞれの波長成分の検知効率が高くなる。このときフォトダイオード群512間での混色を防止するべく、各フォトダイオード群512の横方向X方向の幅は、各散乱体503の横方向図中のX方向の間隔2.0μm以下とするのがよい。また、フォトダイオード群512内に設けられる波長別可視光と赤外光の光電変換素子をなすpn接合部分の横方向X方向の幅は1.0μm以下にするのがよく、さらに好ましくは0.3μm以下にするのがよい。これらの値は半導体プロセス上、量産製造し易い値である。ここで、pn接合部分の横幅0.5μmは赤外光と可視光の2分光を考えた場合2.0μm/2=1.0μmとして最大値に基づき設定したものである。さらに0.3μmは現状の0.25μmプロセスに対応して量産可能なものとして設定したものである。可視光帯内のみを分光する場合、この寸法が0.5μmであった点を考慮すると、一般的には、0.5可視光帯のみのとき~1.0赤外光対応のときμm以下に設定すればよいこととなる。<赤外光対応の検出位置に対応したセンサ構造>図50は、図49の検出位置に対応した赤外光対応のセンサ構造の一構成例を示す断面図である。この分光イメージセンサ511は、p型Si基板509内において、それぞれのフォトダイオード群512ごとに、可視光青色光、緑色光、および赤色光と赤外光のそれぞれに対応する幅方向図中のX方向および深さ方向図中のZ方向の各検出位置にn型の不純物をドープする。こうすることで、可視光と赤外光のそれぞれを検出するn型Si領域591が形成されて、各波長成分用の光電変換素子フォトダイオード512W,512IRが設けられている。光電変換素子512W,512IRは、Si基板509の受光面側においても、またSi基板509内においても、横方向X方向に、可視光、赤外光、可視光、赤外光、...の順に配列された構造となっている。ここではn型とp型Si半導体の界面付近の空乏層で光が吸収されることで電子と正孔が生成され、かつ電子と正孔が空乏層の電界によってそれぞれn型とp型半導体に移動することで信号電荷が溜まる。この信号電荷をそれぞれの光電変換素子512W,512IRから読み出すことで、電気信号として検知できることになる。つまり、フォトダイオード群512の各々は、幅方向図中のX方向および深さ方向図中のZ方向の各検出位置において、可視光と赤外光を独立に検知する検知領域が設けられている。このような構造により、通常のイメージセンサに用いられるような赤外光カットフィルタを使う必要がないあるいはカットする割合を減らすことができるので単位面積あたりに入射する光量が多くなる。そのために光-電気信号の変換効率が高くなり、可視光に関しても高い感度特性が得られる。その上、赤外光カットフィルタが必要ないために低コストになる。1つのフォトダイオード群512が、可視光青色光、緑色光、および赤色光と赤外光を独立に検知する構造であり、1つの画素をなす1つのフォトダイオード群512で波長分光の1単位波長分光単位を実現できる。すなわち実質的にはフォトダイオード群512内において波長別に光電変換素子を形成した構造であるために、画素に対応するフォトダイオード群512を可視光用と赤外光用と言った波長別に用意する必要がない。このため、1つの波長分光単位に1つのフォトダイオード群512で済むようになり、可視光によるモノクロ画像と赤外光による赤外像を同時に撮像することができる。これによって、たとえば赤外線の発光点を予め用意してそれを追跡することで、可視光の像モノクロ画像の中にある赤外光の発光点の位置を検出することができる。また、たとえばR,G,Bの原色フィルタを設けることで、光電変換素子512Wからは、フィルタ色に応じて、R,G,Bの色信号が得られるので、可視光カラー画像を取得することもできるようになる。なお、赤外光撮像領域である光電変換素子512IRは、可視光撮像領域である光電変換素子512Wから得られる可視光像に対しての補正画素としても機能する。また、色分離フィルタを有しない画素ここではフォトダイオード群512を設けることで、この画素を、可視光から赤外光までの全波長の成分を検知する画素とし、他の色分離フィルタを有する画素ここではフォトダイオード群512から得られる可視光像に対しての補正画素として利用することもできる。なお、スリット505とフォトダイオード群512の受光面との間に散乱体507を配することで、緑色光と青色光を効率よく分光できるので、フォトダイオード群512内に、赤外光検知用の光電変換素子12IRに加えて、可視光帯検知用の光電変換素子12Wに代えて、可視光帯内の青色光、緑色光、および赤色光を受光する個別の光電変換素子512B,512G,512Rを配することで、1つのイメージセンサで色合いが正確な可視光によるカラー画像と赤外光による像を同時に撮像することができる。しかしながら、その波長分離特性は必ずしも十分なものではなく、可視光帯内のみを赤、緑、青の3原色に分光する場合に比べて、赤、緑、青それぞれの分光性能は劣るので、色再現性を重視した場合には、色分離フィルタを用いた方が好ましい。ただし、赤、緑、青の3原色を少しでも分光することで、完全なモノクロ画像ではなく、カラー画像を再現し得る効果を得ることは可能であるので、赤外光対応とする場合においても、散乱体507をセンサ表面とスリット505との間に配することで、pn接合の最大深さを、赤、緑、青の3原色を分光して検出できる各Z方向の適正な範囲に設定すれば、単純に赤外光と可視光とを分離するだけでなく、可視光帯内をさらに赤、緑、青の3原色成分に分離でき、それぞれの色の検知効率が高くなる。可視光帯内の赤、緑、青の分光と赤外光の分光との両立が可能である。<撮像素子;第3実施形態-深さ方向における吸収係数の波長依存性を利用>図51は、固体撮像素子314の第3実施形態を説明する図である。この第3実施形態の固体撮像素子314は、特許文献1,2に記載の仕組みと同様に、半導体の深さ方向における波長による吸収係数の違いを利用した単板式のものである。具体的には、図51に1画素分の構造を示すように、半導体の深さ方向における波長による吸収係数の違いを利用して可視光像と赤外光画像とを分離して取得する構造の固体撮像素子イメージセンサ611を用いている。つまり、深さと波長による吸収係数の違いを利用することで、本来の検知目的以外の波長成分本例では可視光VL成分の影響を抑制しつつ、本来の検知目的の波長成分本例では赤外光IR成分を検知することが可能なイメージセンサを使用する。つまり、半導体基板の深さ方向における波長による吸収係数の違いを利用した構造のイメージセンサを用いる場合、一例としては、780nm未満の可視光VL光により光電変換させた電子をシリコンSi基板の深さ方向において、比較的浅い部分~5μm程度の深さ可視光検知領域611VLで吸収させる。こうすることで、5μm低度よりも浅い可視光検知領域611VLで取得した信号を検知する仕組みとすれば、可視光成分についての電気信号を取得できる。残りの光成分つまり波長780nm以上の赤外光IRにより光電変換させた電子を、5μmよりもさら深い領域赤外光検知領域611IRで吸収させる。両者の検知領域の境界部分には、電気的非接続領域を設ける。こうすることで、5μmよりも深い赤外光検知領域611IRで取得した信号を検知する仕組みとすれば、赤外光成分だけの電気信号を取得できる。すなわち、半導体層の浅い領域で光電変換される可視光VLたとえば波長780nm未満の信号成分を排除し、半導体層の深い領域で光電変換される赤外光IRたとえば波長780nm以上の成分だけを利用することで、入射した赤外光IR成分だけの電気信号を取得するようにする。これにより、赤外光検知領域611IRにおいて、可視光VLの影響を殆ど受けることのない赤外光画像を取得できる。また、比較的浅い部分~5μm程度の深さの領域可視光検知領域611VLで取得した信号を検知することで、可視光検知領域611VLにおいても可視光成分の電気信号を取得できる。これにより、入射した可視光成分だけの光電子のみを可視光撮像信号SVLに変換して赤外光IRの影響を殆ど受けることのない可視光像を取得するとともに、入射した赤外光成分だけの光電子のみを赤外光撮像信号SIRに変換して可視光VLの影響を殆ど受けることのない赤外光画像を同時かつ独立に得ることができる。また、図51Bに示すように、可視光カラー撮像を撮像するべく、その受光面に、各受光部画素に対応させて色分離フィルタ624の所定色たとえば624R,624G,624Bの何れかを設ける。半導体基板の深さ方向における波長による吸収係数の違いを利用すれば、比較的浅い部分の可視光検知領域611VLにおいて、R,G,Bの波長分離も可能であるが、実際には、分離性能は必ずしもよくなく、色再現性を重視した場合には、色分離フィルタを用いた方が好ましい。これにより、入射した可視光成分だけの光電子のみを可視光撮像信号SVLに変換して赤外光IRの影響を殆ど受けることのない可視光カラー画像を取得するとともに、入射した赤外光成分だけの光電子のみを赤外光撮像信号SIRに変換して可視光VLの影響を殆ど受けることのない赤外光画像を同時かつ独立に得ることができる。なお、色分離フィルタ424を有する画素の比較的深い赤外光検知領域611IRは、比較的浅い可視光検知領域611VLから得られる可視光カラー画像に対しての補正画素としても機能する。また、色分離フィルタ424を有しない画素を設けることで、この画素を、可視光から赤外光までの全波長の成分を検知する画素とすることができ、他の色分離フィルタ424を有する画素から得られる可視光カラー画像に対しての補正画素として利用することもできる。<赤外光混入による問題点>以上説明したように、各種構造の固体撮像素子314の構成例について説明したが、何れも、可視光成分に赤外光成分が混入して検知部に侵入してしまうことになって、可視光像を表わす信号強度に赤外信号が加算されてしまい、可視光カラー画像の色再現が悪化する問題を有する。たとえば、誘電体積層膜を利用した仕組みでは、赤外光と可視光の像を同時に取り入れることで高感度化や赤外通信機能など高機能化を達成できるものの、可視光であるRGB原色フィルタまたはCyMgYe補色フィルタの画素では赤外光を完全に反射させないと赤外光が一部漏れて検知部に侵入してしまうことになって、信号強度に赤外信号が加算されて色再現が悪化することになる。以下、この点について説明する。図52は、図35に示す誘電体多層膜構造この構造は近赤外光の反射が高くなるように設計されたものであるの分光イメージセンサ11と同様の構造を持つもので、第k層の誘電体層1_kの厚さを3.2μmにし、赤外光IRの反射中心波長λ0を852nmではなくより低い側の770nmに変更している。図53は、図52に示す誘電体多層膜構造の分光イメージセンサ11において、垂直方向から光が入射したときの反射スペクトルを有効フレネル係数法により計算で見積もった結果を示した図である。ここで、SiNとSiO2の多層膜にしたのは、通常のSi系のプロセスとしてよく使用される材料だからである。透過率スペクトルは、反射率Rを1から引いたT=1-Rのスペクトルとなる。また、図54は、通常良く使われているカラーフィルタの分光感度曲線を示す図分光感度特性図である。図55は、実際に得られる分光感度曲線の一例を示す図である。図54に示す感度曲線に、図53に示す反射スペクトルから導かれる透過スペクトルを掛けたものが、図55に示す実際に得られる分光感度曲線となる。図55から分かるように、波長700nm前後以上の赤外光側で約10程度の分光感度を持つことになる。また、図56は、図53と同様に、図35に示す誘電体多層膜構造この構造は近赤外光の反射が高くなるように設計されたものであるの分光イメージセンサ11と同様の構造を持つもので、第k層の誘電体層1_kの厚さを3.2μmにし、赤外光IRの反射中心波長λ0を852nmmにした場合における、反射スペクトルを有効フレネル係数法により計算で見積もった結果を示した図である。ここでは、設計中心であるセンター条件と、このセンター条件に対して、赤外光IRの反射中心波長λ0をそれぞれ-10,-10にした場合を示している。図57は、ソニー株製の撮像素子ICX456AQに使用されているカラーフィルタの分光感度曲線を示す図である。図58は、ICX456AQにて実際に得られる分光感度曲線を示す図である。ここでは、図52に示すように、第k層の誘電体層1_kの厚さを3.2μmにし、その上に9層構造の基本層を設けた。図55と図58の比較から分かるように、赤外光IRの反射中心波長λ0が高いと、波長700nm前後以上の赤外光側では、さらに大きな分光感度を持つことになる。図102に示したように、殆どの半導体は赤外光に対して吸収感度を有する。このため、赤外光側にある程度の分光感度を持つ場合には、可視光を受光する検知部から得られる画素信号には、3原色または補色系の可視光の光強度の信号に加えて、赤外光による信号成分が加算されてしまい、実際の色信号とは異なり、色再現が悪くなる。特に、原色フィルタの場合には赤色、補色フィルタの場合にはマゼンタやイエローといった、赤外光に近い波長成分に関する検知部から得られる画素信号への赤外光成分の漏込みが大きくなる。図59および図60は、可視光成分に赤外光成分が混入することによる色再現性の影響を説明する図である。ここでは、可視光の受光部に同時に赤外光が入射した場合の色差を計算で求めた結果を示している。何れも、Lab正しくはLabであるがを割愛して示す空間での色差ΔEab正しくはΔEabであるがを割愛して示すをマクベスチャートの24色について計算したものである。なお、マクベスチャートとは、グレタグマクベスGretagMacbeth社がカラーマネジメント用に測色器の較正用チャートとして規格化したものである。ここで、図59は、赤外光が画素に同時に入射してRGBの各色の信号強度がすべて5増加した場合を示し、図60は、Rは20.62,Gは10.4,Bは15.3それぞれ増加した場合を示している。なお、これらの図は、xy色度図上に計算した結果をプロットして、ΔEab≧5となる領域を示している。色差ΔEabは、下記式4のように、赤外光の入射分を上乗せした場合としない場合の間で計算により求めている。図59および図60から分かるように、何れの場合も、可視光成分に赤外光の入射分があると、ΔEab≧5の領域が存在する。たとえば、図59の場合においてはマクベスチャートの24色中6色が、さらに図60の場合においては24色中17色がΔEab≧5となった。一般的に、ΔEab≧5となることで人間の感覚として色の違いが判るとされるので、可視光成分に赤外光の入射分があると色再現が悪化することとなる。したがって、色再現を考慮した場合、赤外光カットフィルタを用いることが効果的であることが判る。しかしながら、赤外光カットフィルタを用いると、コストが高くなるし、可視光での光もカットされるので感度が低下する。赤外光カットフィルタを用いない特許に関して特開2001-69519に近赤外領域の光を透過しないフィルタを備えた撮像素子を利用することが書かれているが、具体的なフィルタの材質や構造については書かれていない。また特開2000-59798に記載されている赤外カットフィルタの位置を切り替えること、特開2003-70009に記載されているR-Y信号の正負を検出し、赤外光の影響が大きくなるR-Y信号が正の場合に補正を行なうことが提案されている。しかしながら装置が大掛かりになったり回路が大掛かりになったりすることでコストが高くなる欠点や、補正精度が十分でない、などの欠点を有する。そこで、赤外光の反射率を上げるために、赤外光カットフィルタを用いない誘電体積層膜を利用した分光イメージセンサ511として、多層膜の層数を多くするか、または多層膜の各層の屈折率差を大きくする方法を採ることが考えられる。しかしながら、層数を増やす方法では、たとえば図7に示したようにSiO2層とSiN層の組合せの分光イメージセンサ11とした場合、たとえば6周期11層とした場合でも、図8に示したように、反射率は0.9程度であり、これでは可視光成分に赤外光の入射分が存在し色再現が悪化することとなる。反射率を1.0に近づけるためには、さらに層数を増やすことが考えられるが、この場合、同時に厚みも1μm以上に厚くなる。このような厚膜構造にすることは、多層膜の作製工程上困難が伴い、量産性において問題となる。また、屈折率差を大きく取ることとし、たとえば図25や図27に示す第4の変形例のようにSiO2層とSi層の組合せの分光イメージセンサ11とした場合、図26や図28に示したように、たとえば基本層を5層構造にすることで、赤外領域での反射率を1程度に高くすることができるが、その反面、可視光領域での反射率が高くなり、可視光の光電変換効率が低下してしまい、感度低下の原因になる。また、斜め入射光による漏れが少なからず存在するので、互いに他方の漏れ成分の影響を受け、分離取得した可視光像は色再現性がその漏れ分だけ低下し、また赤外光画像にはその漏れ分の可視光像成分が現われてしまう懸念が存在する。つまり、誘電体積層膜を利用したセンサ構造とする場合、デバイスの厚さや受光感度や色再現性などの全てを最適にすることは難しく、全体のバランスを取った構造にせざるを得ず、結果として、赤外光成分の漏れによる色再現性が問題として残る。また、回折格子501を利用した分光イメージセンサ511の場合、図44~図48から分かるように、幅方向図中のX方向における波長による場所依存性を利用することで可視光と赤外光とを分離できるが、図48から分かるように、可視光と赤外光の境界付近では可視光青色光、緑色光、および赤色光と赤外光波長880nmの分離が不完全であり、結果として、赤外光成分の漏れによる色再現性が問題として残る。逆に、赤外光画像に関しては、可視光成分の漏れによる影響が存在する。また、半導体の深さ方向における波長による吸収係数の違いを利用した固体撮像素子611の場合、可視光検知領域611VLで得られる可視光成分には、従来技術にて説明したことから分かるように、赤外光IRが通過するときにある程度吸収を受けるために、その赤外光IRが可視光VLとして誤検知されるので、赤外光成分の影響を受ける。また、半導体の深さ方向における波長による吸収係数の違いを利用した構造の固体撮像素子611を用いた場合、赤外光IRと可視光VLの内の赤色成分との境界近傍波長は互いに他方の吸収をある程度受けるので、赤外光撮像領域で得られる赤外光画像成分には、可視光帯の特に赤色成分の影響を受け得る。<<赤外光混入の解決手法>>このような問題を解決するべく、本実施形態の撮像装置300は、画像信号処理部340に赤外光補正処理部342を備えることで、可視光を受光する検知領域における赤外光混入による色再現問題の解決を図るようにしている。こうすることで、光学的な波長分離手段典型例は赤外光カットフィルタをイメージセンサの前に設けなくても信号処理によって可視光領域に対しての不要成分である赤外光を抑制除去できる。赤外光の漏れが可視光検知部の検知結果に存在しても、その不要な赤外光の成分を信号処理により抑制除去できるので、十分な色再現性の可視光カラー画像を取得できる撮像装置の実現に際し、イメージセンサの使用範囲が広くなる。以下、その手法について、具体的に説明する。<色分離フィルタ配列;第1例>図61は、補正演算により可視光カラー画像と赤外光画像をそれぞれ独立に求めることを常時可能にする色分離フィルタ配置の第1の具体例以下第1具体例というを示す図である。この第1具体例は、可視光カラー画像に対する補正用の検知領域として、可視光を排除し赤外光のみを受光検知する検知領域を設ける点に特徴を有する。図61Aに示すように、各色のフィルタをモザイク状に配したいわゆるベイヤBayer配列の基本形のカラーフィルタを利用しており、先ず、正方格子状に配された単位画素が赤R,緑G,青Bの3色カラーフィルタに対応するように、色分離フィルタの繰返単位が2画素×2画素で配されて画素部を構成するようにする。また、可視光を排除し赤外光のみを受光検知する検知部検知領域を設けるべく、2つの緑Gのうちの一方を黒色フィルタBKに置き換える。つまり、可視光カラー画像用に原色フィルタR,G,Bの3つの波長領域色成分用のものと、原色フィルタR,G,Bの成分とは異なる赤外光用の黒色フィルタBKといった別個のフィルタ特性を有する4種類の色フィルタを規則的に配設している。たとえば、偶数行奇数列には第1のカラー赤;Rを感知するための第1のカラー画素を配し、奇数行奇数列には第2のカラー緑;Gを感知するための第2のカラー画素を配し、奇数行偶数列には第3のカラー青;Bを感知するための第3のカラー画素を配し、偶数行偶数列には赤外光IRを感知するための第4のカラー画素ここでは黒色補正画素を配しており、行ごとに異なったG/B、またはR/BKの画素が市松模様状に配置されている。このようなベイヤ配列の基本形のカラーフィルタの色配列は、行方向および列方向の何れについても、G/BまたはR/BKの2色が2つごとに繰り返される。原色フィルタR,G,Bを通して対応する検知部で検知することで可視光カラー画像を撮像できるとともに、黒色フィルタBKを通して対応する検知部で検知することで赤外光画像を可視光カラー画像とは独立かつ同時に撮像することができる。また、この黒色フィルタBKを配した画素から得られる赤外光信号は、原色フィルタR,G,Bを配した画素から得られる可視光カラー画像に対しての補正信号としても利用する。図62および図63は、図61に示した色分離フィルタの配置を持ち、赤外光IRのみと可視光VLの2つの波長成分を同時に像として別々に撮像できるようにしたCCD固体撮像素子を説明する図である。ここで、図62は、構造例を示す見取り図斜視図である。また、図63は、基板表面付近の断面構造図である。なおここでは、誘電体積層膜を利用したCCD固体撮像素子101への適用事例で示している。図62に示すCCD固体撮像素子101の構造においては、4画素でなる単位画素マトリクス12だけを示しているが、実際にはこれを横方向に繰り返し、それをさらに縦方向に繰り返した構造である。単位画素マトリクス12をなす周期配列の4画素の内、1つの画素12IR上には誘電体積層膜1が形成されていないが黒色フィルタ14BKが設けられていて、この黒色フィルタ14BKを通して赤外光IRのみを受光するようになっている。つまり、赤外光IRの画素12IRの上に、色フィルタ14として黒色フィルタ14BKを用いることによって、可視光VLをカットし、赤外光IRのみを受光できるようにしている。この黒色フィルタ14BKが設けられた可視光カラー画像に対しての補正に使用される画素12IRを黒色補正画素12BKとも呼ぶ。一方、他の3つの画素12B,12G,12R上には誘電体積層膜1が形成され、さらにその上に原色フィルタ14R,14G,14Bが設けられていて、原色フィルタ14R,14G,14Bを通して可視光VLの内の対応する青色B、緑色G、および赤色Rの3原色を受光するようにしている。つまり、誘電体積層膜を3原色系のカラーフィルタのある画素の検知部上に形成することで、赤外光を効果的にカットできる機能を持たせている。また基板表面付近の断面構造図を示した図63では、可視光VLのみを受光する画素を示している。赤外光IRを受光する画素12IRは、誘電体積層膜1および黒色フィルタ14BKがない構造である。すなわち、図31で説明した作製プロセス工程のように誘電体積層膜を図16に示した構造でCVD法でSiN層とSiO2層を順次積層した後、リソグラフィ技術とRIE法によって赤外光IRを受光する画素のみにおいて除去する。その後、再びSiO2層を積層して平坦化した。このような構造で作製された撮像素子を用いることで、3原色成分に基づく可視光カラー画像と、赤外光IRのみの像を同時に撮像できることが分かった。ただし、可視光カラー画像は、赤外光の漏れによる色再現性の低下の懸念がある。このため、以下のようにして補正を行なう。<第1具体例の補正手法>図64~図67は、第1具体例における赤外光成分の補正手法を説明する図である。ここで、図64は、第1具体例において用いる色フィルタ14の特性例を示す図である。また図65~図67は、補正演算で用いる係数の設定手法を説明する図である。先ず、可視光カラー画像撮像用の色フィルタ14として、可視光VL波長λ=380~780nmの3原色である青色成分Bたとえば波長λ=400~500nmで透過率が略1、その他で略ゼロ、緑色成分Gたとえば波長λ=500~600nmで透過率が略1、その他で略ゼロ、赤色成分Rたとえば波長λ=600~700nmで透過率が略1、その他で略ゼロを中心とする原色フィルタ14R,14G,14Bを用いる。なお、透過率が略1であるとは、理想的な状態をいったものであり、その波長領域での透過率がその他の波長領域での透過率よりも遙かに大きいものであればよい。一部に1でない透過率があってもよい。また、透過率が略ゼロであるについても、同様に理想的な状態をいったものであり、その波長領域での透過率がその他の波長領域での透過率よりも遙かに小さいものであればよい。一部にゼロでない透過率があってもよい。また、通過波長領域成分である可視光VL領域の内の所定色原色もしくは補色の波長領域成分を通過させるものであればよく、反射波長領域成分である赤外光IR領域を通過させるか否かすなわち赤外光IRに対する透過率は不問である。誘電体積層膜1によって赤外光IR成分をカットするからである。一例として、図64A事実上、図54と同様に示すような分光感度特性のものを用いる。これは、現在一般的に使用されている色フィルタのものである。波長380nm~540nm程度を青色波長領域とし、波長420nm~620nm程度を緑色波長領域とし、波長560nm~780nmを赤色波長領域とするような感度特性としている。この図64Aから分かるように、緑色Gの感度曲線は、640nmより長波長の光に対しても感度を持つことになる。このことは640nmより長波長の光が入射したときには色再現性が悪くなることを意味する。同様のことは、他の色R,Bについても言え、赤外光領域の光に対しても感度を持ち、このことは赤外光が入射したときには色再現性が悪くなることを意味する。また、可視光カラー画像に対しての補正成分としても利用される赤外光画像を撮像するたための色フィルタ14としては、一例として、図64Bに示すように、主に可視光VLを吸収して赤外光IRを透過させる特徴を持つ黒色フィルタ14BK、すなわち赤外光IR波長λ≧780nmで透過率が略1、その他で略ゼロのものを用いる。これによって、画素12IRが赤外光のみに感度を持つようにする。なお、透過率が略1であるとは、理想的な状態をいったものであり、赤外光IRの波長領域での透過率がその他の波長領域での透過率よりも遙かに大きいものであればよい。また、透過率が略ゼロであるについても、同様に理想的な状態をいったものであり、その波長領域での透過率がその他の波長領域での透過率よりも遙かに小さいものであればよい。なお、ここでの黒色フィルタ14BKは、原理的には、可視光と赤外光の境界である波長780nmより長波長側を透過するフィルタ、つまり主に380nm~780nmの可視光波長領域で吸収性を呈し、主に波長780nm以上である赤外光波長領域で透過性を呈する黒色フィルタでよいが、この図64Bに示すように、波長700nmより長波長側を透過するフィルタ、つまり主に380nm~700nmの可視光波長領域で吸収性を呈し、主に波長700nm以上の波長領域で透過性を呈する黒色フィルタでもよい。また原色フィルタ14R,14G,14Bの分光感度曲線によっては、最適な黒色の透過スペクトルが異なる。たとえば、図54に示すものの場合、緑色Gの感度曲線は640nmより長波長の光に対しても感度を持ち、640nmより長波長の光が入射したときには色再現性が悪くなるので、これをも補正するために、黒色フィルタ14BKとしては、640nmより長波長側を透過するもの、つまり主に380nm~640nmの可視光波長領域で吸収性を呈し、主に波長640nm以上の波長領域で透過性を呈する黒色フィルタであることがより適切であるということになる。このような黒色フィルタ14BKが配された黒色補正画素12BKを設けることで、撮像素子に入射してくる赤外光IRだけを信号の値として画素12IRにより測定することができる。さらに、その信号値に係数を掛けたものを各3原色または補色の光の信号から引くことで加算された赤外信号赤外成分の信号をカットできる。これによって赤外光がある状況下でも色再現の良い画像を取得できる。具体的には、可視光カラー画像を表わす各原色信号成分SR,SG,SBを、赤外光画像を表わす赤外光信号成分SIR赤外光の測定信号強度を使って補正することにより、赤外光第2の波長領域の成分の影響を排除した、可視光成分第1の波長領域の成分に関わる可視光カラー画像を再現するための補正済み原色信号SR,SG,SB、すなわち本来の可視光波長領域における各色信号成分のみの正確な色信号強度を取得する。この補正演算に当たっては、下記式5-1のように、本来の可視光波長領域における各色信号成分に赤外光の漏れ信号成分が加わった原色信号成分SR,SG,SBから、赤外光信号成分SIRに所定の係数αR,αG,αBを掛けた補正信号成分を減算することで、赤外光第2の波長領域の漏れ成分の影響を排除した補正済み原色信号SR,SG,SBを取得する。なお、第2の波長領域の成分を低減するための赤外光カットフィルタを設けた場合との比較においては、赤外光カットフィルタを設けない場合には、可視光カラー画像用の3原色信号成分が大きくなるので、同等の信号レベルにするには、さらに下記式5-2のように、赤外光信号成分SIRに係数εR,εG,εBと原色信号成分SR,SG,SBとを掛けた非線形な補正信号成分をさらに減算するとよい。つまり、色信号成分SR,SG,SBに対して予め赤外光信号成分SIRに所定の係数εR,εG,εBを掛けた値で非線形に感度補正を加えておき、この感度補正が加えられたものから赤外光信号成分SIRに所定の係数αR,αG,αBを掛けた補正信号成分を減算するとよい。負の係数εR,εG,εBと考えれば、事実上、第2の検知部で検知された赤外光成分と第1の検知部で検知された本来の画素信号との積に負の係数εR,εG,εBを掛けた非線形の信号成分を加算することにより補正を行なうことになる。こうすることで、赤外光第2の波長領域の漏れ成分の影響を排除した、可視光成分第1の波長領域の成分に関わる可視光カラー画像を再現するための、本来の可視光波長領域における各色信号成分のみの各補正色信号SR,SG,SBをさらに精度よく取得できる。なお、この式5-2に従った補正は、3原色信号成分の全てに対して行なう必要はなく、特に輝度信号への影響度合いの強い緑色信号成分に対してのみ行なうようにしてもよい。なお、係数αR,αG,αBの設定に当たっては、赤外光の漏込み成分を十分に抑制できるようにすることが肝要である。ここで、赤外光の漏込み成分は、光源に含まれる赤外光波長領域の強度にも依存することになる。たとえば、図65は、可視光検知領域で検知される信号強度の光源による影響を説明する図である。一例として、ここでは、太陽光の波長スペクトルの影響について考える。可視光検知領域で検知される信号の強度は、図54に示す感度曲線に図53に示す反射スペクトルから導かれる透過スペクトルを掛けた図55に示す実際に得られる分光感度曲線に、さらにこの図65に示す光源波長スペクトルを掛けたものとなる。図66および図67は、誘電体積層膜1を利用した分光イメージセンサ11と色フィルタ14とを組み合わせた撮像素子の場合における、光源による影響の様子を模式的に示した図である。図66Aは赤外光のスペクトル強度が可視光のスペクトル強度と同程度の場合を示しており、図66Bは赤外光のスペクトル強度が可視光のスペクトル強度よりも低い場合を示している。図66A,Bの比較から分かるように、所定色の色フィルタ14が配された撮像素子から得られる信号に含まれる赤外光成分は、光源に含まれる赤外光のスペクトル強度に依存比例する。したがって、光源に含まれる赤外光のスペクトル強度の影響を受けることなく、赤外光の漏込み成分を適切に抑制するには、所定色の色フィルタ14が配された撮像素子から得られる信号から常に一定量を減算するのではなく、図67に示すように、その減算量を、光源に含まれる赤外光のスペクトル強度に依存比例させるのがよいということになる。赤外光成分を実測し、その実測情報に係数を掛けた値を、所定色の色フィルタ14が配された撮像素子から得られる信号から減算することで、実際の撮像環境下での赤外光の強度に応じた適正量で補正を加えることができ、補正精度が極めて良好になる。また、ある光源下で最適な係数を決定すれば、あとは光源条件が変わっても同じ係数を使うことができ、ユーザが撮像環境に合わせて補正量を調整する必要がなく、使い勝手がよい。このようにして、4種類の色フィルタを配設した各画素の出力をマトリクス演算することにより、可視光カラー画像および近赤外光画像をそれぞれ独立に求めることができる。すなわち、フォトダイオードなどの撮像素子の各画素に、別個のフィルタ特性を有する4種類の色フィルタを配設し、4種類の色フィルタを配設した各画素の出力をマトリクス演算することで、近赤外光の影響をほぼ全く受けない可視光カラー画像を形成するための3原色出力と、可視光の影響をほぼ全く受けない近赤外光画像を形成するための出力を、それぞれ独立かつ同時に取得することができる。特に、可視光カラー画像に関しては、赤外光の漏れによる色再現の悪さを演算処理にて補正することで、暗所で感度の高く、かつ色再現の良好な撮像が可能になる。赤外光に近い赤色の信号成分が大きくなる現象や映像の赤い部分で輝度が高くなる現象を緩和することもでき、特別な撮像素子や機構を用いなくても、低コストで色再現性の向上と低照度時の感度アップのバランスを取ることができる。また、使用する原色フィルタの特性をも加味して黒色フィルタ14BKの特性を設定することで、赤外光よりも低波長側の漏れ成分による色再現性の問題を解消することもできる。また、同じ撮像素子において、フォトダイオード上に一体的に形成された誘電体積層膜1の一部を、部分的に誘電体積層膜1を形成しないようにするので、部分的に誘電体積層膜1が形成されていない誘電体積層膜1をもつ別個の光学部材を撮像素子の前面に配設する場合とは異なり、位置合せの問題が起きない。なお、R,G,Bの原色フィルタの画素に加えて黒色フィルタの画素黒色補正画素12BKを加えることによって赤外光の信号を得るが、この黒色補正画素12BKは、可視光カラー画像に対する補正という点においては、必ずしも赤外光画像を撮像するに十分な配置形態にする必要はなく、通常の画像を撮像するための画素12R,12G,12B第1の検知部に対して補正用の画素12IR第2の検知部を1対1に配する図61に示す配置例に限らず、任意のところに置いてもよい。たとえば撮像素子の角隅のほうに所々入れてもよい。こうすることで、通常の画像を撮像するための複数の画素第1の検知部に対して補正用の画素第2の検知部を1つ配する形態とすることができ、通常の画像を撮像する画素第1の検知部の配列形態に対して殆ど影響を与えないようにしつつ、補正用の画素第2の検知部を設けることができる。ただしこの場合、1つの補正用の画素で取得した補正信号を使って通常の画像を撮像する複数の画素の画素信号に対して補正を行なうことになるので、補正用の信号本例では赤外光信号の面内ムラに対しては殆ど対処できない。これを解決するには、画素配列全体に、補正用の画素第2の検知部を通常の画像を撮像する画素第1の検知部との間で一定の数比を持って周期的に入れてもよい。被写体表面の赤外光の反射率がその被写体の部分によって変化するような面内ムラがある場合には、画素配列全体に周期的に入れることで補正が適切に行なえることになる。補正用の画素第2の検知部を周期的に入れる最善の形態が、通常の画像を撮像するための画素第1の検知部に対して補正用の画素第2の検知部を1対1に配する形態である。このように、黒色補正画素12BKと誘電体積層膜1を組み合わせることで、効果的に可視光の画素の信号に足された赤外光の信号を取り除くことができ、硝子製の赤外光カットフィルタを使用しなくても、色再現性の良好な可視光カラー画像を取得することができる。硝子製の赤外光カットフィルタを使用しないので、コストのメリットがあるし、可視光の透過率も高く高感度化が達成される。誘電体積層膜1を利用した場合の赤外光の漏れによる色再現の悪さについては、黒色補正画素12BKにより実測した赤外光成分を使って演算処理により補正するので、暗所で感度の高くかつ色再現の良い撮像が可能になり、また補正のための構成が簡単であるし補正精度が良好である。また、補正画素として黒色補正画素12BKを使用しているので、可視光から赤外光特に近赤外光までの全波長の成分を通過させる構成に比べて後述する白色補正画素を利用した第2具体例を参照、信号の飽和が起き難く、ダイナミックレンジが広くなる。なお、上記例では、可視光カラー画像撮像用の色フィルタ14として、原色フィルタ14R,14G,14Bを用いていたが、補色フィルタCy,Mg,Yeを用いることもできる。この場合たとえば、図61Bに示すように、原色フィルタ14RをイエローYeに、原色フィルタ14GをマゼンタMgに、原色フィルタ14BをシアンCyに、それぞれ置き換えた配置とするとよい。そして、対角に2つ存在することになるマゼンタMgの一方に、補正画素としての黒色フィルタBKを配する。黒色フィルタが配される画素を除く画素12Cy,12Mg,12Ye上には誘電体積層膜1が形成され、さらにその上に、補色フィルタ14Cy,14Mg,14Yeが設けられ、補色フィルタ14Cy,14Mg,14Yeを通して可視光VLの内の対応するシアンCy、マゼンタMg、およびイエローYeの各色を受光するようにする。つまり、誘電体積層膜を補色系のカラーフィルタのある画素の検知部上に形成することで、赤外光を効果的にカットできる機能を持たせる。また、Cy,Mg,Yeの補色フィルタのみの組合せに限らず、原色フィルタの1つである緑色フィルタGや白色フィルタWを補色フィルタと組み合せたものに対しても、補正画素をなす黒色フィルタBKの画素を設けることもできる。たとえば、図61Cに示すように、Cy,Mgの2つの補色フィルタとGの原色フィルタとを組み合わせたフィールド蓄積周波数インターリーブ方式用のものにおいて、4画素内に2つ存在する原色フィルタGの内の一方を補正画素としての黒色フィルタBKに置き換えるとよい。これら補色フィルタを用いる場合の補正演算に当たっては、下記式6のように、本来の可視光波長領域における各色信号成分に赤外光の漏れ信号成分が加わった色信号成分SCy,SMg,SYe,SGから、赤外光信号成分SIRに所定の係数αCy,αMg,αYe,αGを掛けた補正信号成分を減算するのがよい。こうすることで、赤外光第2の波長領域の漏れ成分の影響を排除した、可視光成分第1の波長領域の成分に関わる可視光カラー画像を再現するための、本来の可視光波長領域における各色信号成分のみの各補正色信号SCy,SMg,SYe,SGを取得できる。<第1具体例における他のセンサ構造への適用例>上記の第1具体例では、誘電体積層膜を利用したCCD固体撮像素子101への適用事例において、可視光を排除し赤外光のみを受光検知する検知領域を設けるべく、2つの緑Gのうちの一方を黒色フィルタBKに置き換えていたが、回折格子501を利用した分光イメージセンサ511や半導体の深さ方向における波長による吸収係数の違いを利用した固体撮像素子611においても、可視光を排除し赤外光のみを受光検知する検知領域を設け、この検知領域から得られる赤外光信号を使って赤外光画像を得るとともに、この赤外光信号を、カラー画像撮像用の色フィルタたとえば原色フィルタR,G,Bを配した画素から得られる可視光カラー画像に対して補正に使用することもできる。たとえば、回折格子501を利用した分光イメージセンサ511に適用する場合、いわゆるベイヤBayer配列の基本形のカラーフィルタ配列にすることができる。この場合、面方向においてつまり2次元状において、カラー画像撮像用の原色フィルタ12R,12G,12Bが配される部分に各色を検知する可視光画像撮像領域が形成され、その周りに、赤外光画像撮像を検知する赤外光画像撮像領域が形成されることになる。また、半導体の深さ方向における波長による吸収係数の違いを利用した固体撮像素子611に適用する場合にも、いわゆるベイヤBayer配列の基本形のカラーフィルタ配列にすることができる。この場合、深さ方向においてつまり3次元状において、カラー画像撮像用の原色フィルタ12R,12G,12Bが配される部分の比較的浅い領域に各色を検知する可視光画像撮像領域が形成され、それよりもさらに深い領域に、赤外光画像撮像を検知する赤外光画像撮像領域が形成されることになる。何れの場合にも、原色フィルタ12R,12G,12Bの分光感度特性に関しては、好ましくは、各原色の波長領域と赤外光領域において透過率が略1、その他で略ゼロのものを使用するのがよい。赤外光画像や可視光カラー画像に対する補正成分として使用される赤外光画像撮像領域から取得される信号レベルの低下が起きないように、半導体の深い領域に達する赤外光成分の減衰を少なくするためである。これにより、何れの場合にも、可視光VLの影響を殆ど受けることのない赤外光画像を可視光カラー画像とは独立に得ることができる。また、半導体の浅い領域にて取得される可視光カラー画像に対して、半導体の深い領域にて取得される赤外光画像の成分を使って補正演算することで、可視光像に漏れ込む赤外光成分の影響を排除することで、色再現性を向上させることができる。また、何れの場合にも、誘電体積層膜を利用する場合とは異なり、それぞれのセンサ構造の特徴から分かるように、可視光カラー画像を取得するための検知領域と赤外光画像を取得するための検知領域が、半導体の面方向もしくは深さ方向に分離され、可視光カラー画像を取得するための色フィルタ14を設けることで、自動的に、赤外光成分も取得できる構造であるので、赤外光画像撮像領域を形成する際には、積極的に、補正用の黒色フィルタを配さなくてもよく、いわゆるベイヤBayer配列の基本形のカラーフィルタ配列をそのまま利用することができる。よって、後述するような、本来Gの画素が黒色補正画素に置き換わることによる可視光カラー画像および赤外光画像の解像度低下を招くことがない。<色分離フィルタ配列;第2例>図68は、補正演算により可視光カラー画像と赤外光画像をそれぞれ独立に求めることを常時可能にする色分離フィルタ配置の第2の具体例以下第2具体例というを示す図である。この第2具体例は、可視光カラー画像に対する補正用の検知領域として、赤外光とともに可視光の全波長成分をも受光検知する検知領域を設ける点に特徴を有する。図68Aに示すように、いわゆるベイヤ配列の基本形のカラーフィルタを利用しており、先ず、正方格子状に配された単位画素が赤R,緑G,青Bの3色カラーフィルタに対応するように、色分離フィルタの繰返単位が2画素×2画素で配されて画素部を構成するようにする。また、赤外光とともに可視光の全波長成分を受光検知する検知部検知領域を設けるべく、2つの緑Gのうちの一方を白色フィルタWに置き換える。つまり、可視光カラー画像用に原色フィルタR,G,Bの3つの波長領域色成分用のものと、原色フィルタR,G,Bの成分とは異なる赤外光用の白色フィルタWといった別個のフィルタ特性を有する4種類の色フィルタを規則的に配設している。なお、白色フィルタWが配される白色補正画素は、可視光から赤外光特に近赤外光までの全波長の成分を通過させるものであり、この点においては、事実上、カラーフィルタを設けない構成を採ることができる。たとえば、偶数行奇数列には第1のカラー赤;Rを感知するための第1のカラー画素を配し、奇数行奇数列には第2のカラー緑;Gを感知するための第2のカラー画素を配し、奇数行偶数列には第3のカラー青;Bを感知するための第3のカラー画素を配し、偶数行偶数列には赤外光IRを感知するための第4のカラー画素ここでは白画素を配しており、行ごとに異なったG/B、またはR/Wの画素が市松模様状に配置されている。このようなベイヤ配列の基本形のカラーフィルタの色配列は、行方向および列方向の何れについても、G/BまたはR/Wの2色が2つごとに繰り返される。原色フィルタR,G,Bを通して対応する検知部で検知することで可視光カラー画像を撮像できるとともに、白色フィルタWを通して対応する検知部で検知することで赤外光画像、もしくは赤外光と可視光の混在画像を可視光カラー画像とは独立かつ同時に撮像することができる。たとえば、赤外光IRと可視光VLの混合成分を受光する画素12IRからの画素データをそのまま用いることで、赤外光IRと可視光VLの混合成分の像を得ることができ、感度を高くすることができる。また、赤外光IRと可視光VLの混合成分の像とともに可視光VLの像が得られるが、両者の差分を取ることで、赤外光IRのみの像が得られる。また、この白色フィルタWを配した画素から得られる混在画像信号は、原色フィルタR,G,Bを配した画素から得られる可視光カラー画像に対しての補正信号としても利用する。図69は、図68に示した色分離フィルタの配置を持ち、赤外光IRと可視光VLの2つの波長成分を同時に像として別々に撮像できるようにしたCCD固体撮像素子を説明する図である。ここで、図69は、構造例を示す見取り図斜視図である。なおここでは、誘電体積層膜を利用したCCD固体撮像素子101への適用事例で示している。基板表面付近の断面構造図は図63と同様である。図69に示すCCD固体撮像素子101の構造においては、4画素でなる単位画素マトリクス12だけを示しているが、実際にはこれを横方向に繰り返し、それをさらに縦方向に繰り返した構造である。単位画素マトリクス12をなす周期配列の4画素の内、1つの画素12IR上には誘電体積層膜1が形成されていないし色フィルタ14が設けられておらず、色フィルタ14を通さずに赤外光IRを受光するようになっている。この場合、画素12IRでは、赤外光IRと可視光VLの混合成分を受光できるようになる。この色フィルタ14が設けられていない画素12IRを白色補正画素12Wあるいは全域通過画素と呼ぶ。このように、誘電体積層膜1を形成しなかった画素12IRにおいて、赤外光IRだけでなく可視光VLも同時に信号に寄与するように、白色補正画素12Wについては、色フィルタ14を入れない。こうすることで、実質的に、赤外光用の画素12IRを、赤外光IR用のみでなく、赤外光IR用と可視光VL用を兼ねる画素として機能させることができる。一方、他の3つの画素12B,12G,12R上には誘電体積層膜1が形成され、さらにその上に、原色フィルタ14R,14G,14Bが設けられていて、原色フィルタ14R,14G,14Bを通して可視光VLの内の対応する青色B、緑色G、および赤色Rの3原色を受光するようにしている。つまり、誘電体積層膜を3原色系のカラーフィルタのある画素の検知部上に形成することで、赤外光を効果的にカットできる機能を持たせている。第2具体例において用いる原色フィルタ14R,14G,14Bとしては、図64Aに示した第1具体例と同様のものを用いることができる。このような構造で作製された撮像素子を用いることで、3原色成分に基づく可視光カラー画像と、赤外光IRのみの像または赤外光IRと可視光VLの混合の像を同時に撮像できることが分かった。ただし、可視光カラー画像は、赤外光の漏れによる色再現性の低下の懸念がある。このため、以下のようにして補正を行なう。<第2具体例の補正手法;第1例>図70は、第2具体例における赤外光成分の補正手法を説明する図である。色フィルタ14が配されていない白色補正画素12Wを設けることで、撮像素子に入射してくる赤外光IRと可視光の合成成分を示す信号値SWとして画素12IRにより測定できる。なお、図70では、白色フィルタの透過特性を可視光帯と赤外光帯とで等しいものとして示しているが、このことは必須ではなく、可視光帯の透過強度よりも赤外光帯の透過強度が低下していてもよい。可視光帯の全波長成分を十分な強度で透過させることができるとともに、赤外光帯では、R,G,Bの原色フィルタの透過強度に比べて十分な強さで透過させる特性を持っていればよいのである後述する擬似MLTフィルタを参照。さらに、その白色補正画素12Wから得られる赤外光成分に係数を掛けたものを各3原色または補色の光の信号から引くことで加算された赤外信号赤外成分の信号をカットできる。これによって赤外光がある状況下でも色再現の良い画像を取得できる。ただし、黒色補正画素の場合とは異なり、白色補正画素12Wから得られる信号値SWには、赤外光成分IRだけでなく可視光成分VLも含まれるので、可視光成分VLの信号強度SVLを排除した赤外光の信号強度SIRを見積もる必要がある。具体的には、可視光カラー画像を表わす各原色信号成分SR,SG,SBを、赤外光画像を表わす赤外光信号成分SIR赤外光の測定信号強度を使って補正することにより、赤外光第2の波長領域の成分の影響を排除した、可視光成分第1の波長領域の成分に関わる可視光カラー画像を再現するための補正済み原色信号SR,SG,SB、すなわち本来の可視光波長領域における各色信号成分のみの正確な色信号強度を取得する。ここで、第2具体例の補正手法の第1例の補正演算に当たっては、上記式5-1のように、本来の可視光波長領域における各色信号成分に赤外光の漏れ信号成分が加わった原色信号成分SR,SG,SBから、見積もられた赤外光信号成分SIRに所定の係数αR,αG,αBを掛けた補正信号成分を減算することで、赤外光第2の波長領域の漏れ成分の影響を排除した補正済み原色信号SR,SG,SBを取得する。もちろん、上記式5-2を適用してもよい。ここで赤外光信号成分SIRは、図70からも分かるように、白色補正画素12Wで取得される信号値SWの内、主に赤外光成分IRの信号強度を表す。よって、白色補正画素12Wで取得される可視光成分の信号値SVLとの間には、下記式7が成立する。なお、ここでの赤外光成分IRとは、図54に示した色分離フィルタの分光感度曲線から、G成分の640nm付近より長波長側の光を遮断したいことから、主に640nmより長波長の光を指すこととする。一般的には、赤外光の定義は眼に見えない光ということで、780nmより長波長であるが、ここではこのように定義する。一方、赤外光IRまたは可視光VLの光量は被写体側と撮像側において比例関係にある。すなわち被写体側で増加すれば撮像側でもそれに比例して増加する。したがって、図64のような関係になる。たとえば、白色フィルタ色フィルタ14が配されない場合も含むを透過した可視光VLの光量は原色フィルタ14R,14G,14Bで透過した可視光の光量に各係数を掛けたものの和に等しいと考えることができるので、白色フィルタで透過した可視光成分VLの信号強度SVLは原色フィルタ14R,14G,14Bで透過した可視光成分の補正済み原色信号強度SR,SG,SBに各係数βR,βG,βBを掛けたものの和にほぼ等しく、下記式8のように表わすことができる。したがって、白色フィルタを透過する赤外光成分の信号強度SIRは、下記式9-1のように表わすことができる。さらに、式5-1を式9-1に代入すると、式9-2のように表わすことができる。これをさらに赤外光成分IRについてまとめると、式9-3のように表わすことができる。ここで、白色補正画素で得られる信号成分SW、原色フィルタ画素で得られる信号成分SR,SG,SBに着目して、それぞれの係数をγW,γR,γG,γBとすると、係数γW,γR,γG,γBは下記式10-1~10-4のように表わすことができ、この係数γW,γR,γG,γBを使うことで、式9-3を式10-5と書き換えることができる。つまり、白色補正画素12Wから得られる信号値SWに含まれる赤外光成分IRのみの信号強度SIRを、原色フィルタ画素で得られる信号成分SR,SG,SBを使って見積もることができる。つまり、画像信号処理部340は、第2の検知部としての白色補正画素12Wから得られる信号値SWに対して、原色フィルタ画素で得られる信号成分SR,SG,SBを使って補正することで、第1の波長領域の成分としての可視光成分青成分~赤成分を排除した第2の波長領域の成分としての赤外光成分IRのみの信号強度SIRを見積もることができる。なお、係数γR,γG,γBの設定に当たっては、係数αR,αG,αBと係数βR,βG,βBとの関わりを持つ。係数αR,αG,αBに関しては、第1具体例の場合と同様でよい。係数βR,βG,βBに関しては、白色フィルタ色フィルタ14が配されない場合も含むを透過した可視光VLの光量と、原色フィルタ14R,14G,14Bで透過した可視光の光量に各係数βR,βG,βBを掛けたものの和との対応関係から設定することになる。たとえば、各係数α,β,γは、ニュートン法を用いて誤差が小さくなるように算術計算で求める。一般的には、図70に示すように、原色フィルタ14R,14G,14Bの可視光領域における透過特性が概ね同様の形状をしている場合には、βR:βG:βB=3:6:1とすればよい。このようにして、4種類の色フィルタの各画素の出力、詳しくは3種類の原色フィルタが配された画素と白色フィルタ14Wを配した事実上色フィルタを配さない画素の各出力をマトリクス演算することにより、可視光カラー画像および近赤外光画像をそれぞれ独立に求めることができる。すなわち、フォトダイオードなどの撮像素子の各画素に、別個の波長通過特性フィルタ特性を有する4種類の色フィルタを配設し、4種類の色フィルタを配設した各画素の出力をマトリクス演算することで、近赤外光の影響をほぼ全く受けない可視光カラー画像を形成するための3原色出力と、赤外光と可視光とを混在させた合成画像もしくは白色補正画素12Wから得られる混在成分と可視光成分との合成処理詳しくは差分処理により、可視光の影響をほぼ全く受けない赤外光のみの画像を、それぞれ独立かつ同時に取得することができる。たとえば、赤外光IRと可視光VLの混合成分を受光する画素12IRからの画素データをそのまま用いることで、赤外光IRと可視光VLの混合成分の像を得ることができ、感度を高くすることができる。また、赤外光IRと可視光VLの混合成分の像とともに可視光VLの像が得られるが、両者の差分を取ることで、赤外光IRのみの像が得られる。また、同じ撮像素子において、フォトダイオード上に一体的に形成された誘電体積層膜1の一部を、部分的に誘電体積層膜1を形成しないようにするので、部分的に誘電体積層膜1が形成されていない誘電体積層膜1をもつ別個の光学部材を撮像素子の前面に配設する場合とは異なり、位置合せの問題が起きない。特に、可視光カラー画像に関しては、赤外光の漏れによる色再現の悪さを演算処理にて補正することで、暗所で感度の高く、かつ色再現の良好な撮像が可能になる。赤外光に近い赤色の信号成分が大きくなる現象や映像の赤い部分で輝度が高くなる現象を緩和することもでき、特別な撮像素子や機構を用いなくても、低コストで色再現性の向上と低照度時の感度アップのバランスを取ることができる。たとえば白色補正画素12Wから得られる信号SWには、赤外光成分だけでなく可視光成分も含まれるので、この可視光成分の信号SVLを使って、可視光カラー画像撮像用の原色フィルタ14R,14G,14Bが配された画素に基づき得られる輝度信号に補正を加える実際には加算演算処理を行なうことで、色再現性とは独立して、可視光カラー画像の高感度化を図ることもできる。図68のようにR,G,Bの原色フィルタの画素に加えて白色フィルタの画素白色補正画素12Wを加えることによって赤外光の信号を得るが、白色補正画素12Wは、可視光カラー画像に対する補正という点においては、必ずしも赤外光画像を撮像するに十分な配置形態にする必要はなく、図68に示す配置例に限らず、任意のところに置いてもよい。たとえば素子の角のほうに所々入れてもよいし、または画素配列全体に周期的に入れてもよい。特に、被写体表面の赤外光の反射率がその被写体の部分によって変化するような場合には、画素配列全体に周期的に入れることで補正が適切に行なえることになる。このように、白色補正画素12Wと誘電体積層膜1を組み合わせることで、効果的に可視光の画素の信号に足された赤外光の信号を取り除くことができ、硝子製の赤外光カットフィルタを使用しなくても、色再現性の良好な可視光カラー画像を取得することができる。硝子製の赤外光カットフィルタを使用しないので、コストのメリットがあるし、可視光の透過率も高く高感度化が達成される。誘電体積層膜1を利用した場合の赤外光の漏れによる色再現の悪さについては、白色補正画素12Wにより実測した赤外光成分を含む信号から赤外光成分を見積もり、この見積もった赤外光成分を使って演算処理により補正するので、暗所で感度の高くかつ色再現の良い撮像が可能になり、また補正のための構成が簡単であるしただし、赤外光成分を見積もる分だけ第1具体例よりは複雑にはなる、見積もった赤外光成分は事実上実測した赤外光成分となるので補正精度が良好である。ところで、白色補正画素12Wは、可視光VLから赤外光IRまで広い波長領域において感度があるので、可視光カラー画像撮像用の画素ここでは原色フィルタが配された原色画素に比べて信号が飽和し易く、特に明るい環境下での撮像においては、この飽和現象が問題となり得る。具体的には、明るい環境下では、適正な赤外光画像を取得できないし、可視光カラー画像に対する補正が不適切になり得る。この飽和の問題を解消するには、たとえば、明るい環境下での撮像においては、シャッタ機能メカシャッタに限らず電子シャッタを含むを利用した露光制御を用いて、高速で撮像するようにするとよい。たとえば、撮像素子に対して短い周期で露光を行なって、その撮像素子詳しくは検知部から画素信号を読み出して、それを撮像信号処理部330の前処理部332に送ってもよい。この場合、たとえば60フレーム/秒より高いレートで露光と信号読出し行なうことで飽和に対して効果が高まる。あるいは単に0.01667秒より短い時間蓄積時間で信号読出し行なうことができればよい。この場合、たとえば、オーバーフローを用いて基板側に電荷信号を排出することで実効的に短い時間での電荷の蓄積を読み出してもよい。さらに望ましくは240フレーム/秒より高いレートで露光と信号読出し行なうことで飽和に対しての効果をさらに向上させることができる。あるいは単に4.16ミリ秒より短い時間蓄積時間で信号読出し行なうことができればよい。なお、このように飽和しないように短い時間蓄積時間で電荷を読み出す対象画素は、白色補正画素12Wのみとしてもよいし、可視光カラー画像撮像用の他の画素ここでは原色フィルタが配された原色画素を含む全画素としてもよい。また、さらに短い露光時間で読み取った信号を2回以上積算することで、暗部における弱い信号を強い信号に変換し、S/N比を高めてもよい。たとえば、このようにすることで、暗い環境下で撮像しても、また明るい環境下で撮像しても適切な感度と高いS/N比が得られ、ダイナミックレンジが広がることになる。つまり、高速で撮像することで白色補正画素12Wでの飽和が起き難くなるとともに、信号を積算することで広いダイナミックレンジがとれるようになる。なお、上記例では、可視光カラー画像撮像用の色フィルタ14として、原色フィルタ14R,14G,14Bを用いていたが、補色フィルタCy,Mg,Yeを用いることもできる。この場合たとえば、図68Bに示すように、原色フィルタ14RをイエローYeに、原色フィルタ14GをマゼンタMgに、原色フィルタ14BをシアンCyに、それぞれ置き換えた配置とするとよい。そして、対角に2つ存在することになるマゼンタMgの一方に、補正画素としての白色フィルタWを配する。白色フィルタが配される画素を除く画素12Cy,12Mg,12Ye上には誘電体積層膜1が形成され、さらにその上に、補色フィルタ14Cy,14Mg,14Yeが設けられ、補色フィルタ14Cy,14Mg,14Yeを通して可視光VLの内の対応するシアンCy、マゼンタMg、およびイエローYeの各色を受光するようにする。つまり、誘電体積層膜を補色系のカラーフィルタのある画素の検知部上に形成することで、赤外光を効果的にカットできる機能を持たせる。また、Cy,Mg,Yeの補色フィルタのみの組合せに限らず、原色フィルタの1つである緑色フィルタGを補色フィルタと組み合せたものに対しても、補正画素をなす白色フィルタWの画素を設けることもできる。たとえば、図68Cに示すように、Cy,Mgの2つの補色フィルタとGの原色フィルタとを組み合わせたフィールド蓄積周波数インターリーブ方式用のものにおいて、4画素内に2つ存在する原色フィルタGの内の一方を補正画素としての白色フィルタWに置き換えるとよい。これら補色フィルタを用いる場合の補正演算に当たっては、式6を用いることができ、その際の赤外光成分SIRは、式10-5から推測されるように、下記式11のように置き換えるとよい。なお、式11中において、Cy,Mg,Ye,Gの各成分は、実際に使用する色フィルタに応じて適用され、必ずしも全色の成分が必要になると言うことではなく、たとえば、図68Bに示す色フィルタ配置であればG成分をゼロに、また図68Cに示す色フィルタ配置であればMg成分をゼロにする。<第2具体例の補正手法;第2例>以上のように、白色補正画素12Wを用いた場合の補正手法として、線形項のみでなる上記式5-1に従った第1例の補正演算について説明したが、非線形項を加えた補正演算にすることで、さらに色差を小さくすることもできる。非線形項を考慮する点では上記式5-2と共通するが、摘要の考え方が異なる。この点について、以下詳細に説明する。第2具体例の補正手法の第2例の補正演算に当たっては、下記式12-1に示すように、前記式5-1で得られる成分に対して、原色信号成分SSR,SG,SBから係数ηR,ηG,ηBを差し引いた成分と赤外光信号成分SIRとの積に係数ωR,ωG,ωBを掛けた2次の信号成分S×IRを含む非線形な補正信号成分を加算するとよい。なお、各色成分同士の係数積ωR×ηR,ωG×ηG,ωB×ηBが十分に小さければ、この係数積の成分を無視して、下記式12-2を適用することもできる。なお、赤外光信号成分SIRは、前記式10-5に示すものと同じである。非線形項を用いて補正を加える点では、前記式5-2と類似しているが、式5-2は、赤外光カットフィルタを設けない場合に可視光カラー画像用の3原色信号成分が大きくなる分を補正して同等の信号レベルにすることを目的としていたが、式12-1や式12-2は、色差が小さくなるように、精度良く正しい色情報を得ることを目的としている点で異なる。式12は、原色フィルタ14R,14G,14Bを用いた場合の摘要例であるが、同様のことは、補色フィルタCy,Mg,Yeを用いる場合や、さらに緑色フィルタGや白色フィルタWを補色フィルタと組み合せたものに対しても適用することができる。これら補色フィルタを用いる場合の補正演算に当たっては、前記式12に代えて、一例として、下記式13を適用すればよい。この点は、前記式5に対して前記式6を適用したのと同様の考え方である。<第2具体例の補正手法;第3例>図71および図72は、第2具体例の第3例の補正手法を説明する図である。式12や式13では、色差が小さくなるように、赤外光成分IRと本来の信号成分Sとの積S×IRに所定の係数を掛けた2次の信号成分を含む非線形な補正信号成分を加算していたが、色信号Sと計数ηの差S-ηの2次以上の高次式の補正成分を利用することもできる。たとえば、下記式14-1に示すように、前記式5-1で得られる成分に対して、原色信号成分SR,SG,SBから係数ηR,ηG,ηBを差し引いた成分の2乗と赤外光信号成分SIRとの積に係数ωR,ωG,ωBを掛けた全体として3次の信号成分S2×IRを含む非線形な補正信号成分を加算することもできる。また、非線形な補正信号成分を加算できればよく、差S-ηと赤外光成分SIRとの積の多次式に限らず、下記式14-2に示すような絶対値式、もしくは下記式14-3に示すような1次式を利用した条件式を赤外光成分SIRに掛けて非線形な信号成分を得る補正式を適用することもできる。たとえば、青色B成分について、式5-1や式6-1で示される線形式を用いた補正演算後の色成分の輝度値と、その色成分の真の値IRカットフィルタを用いたときのB成分の輝度値の差分を縦軸に、さらに横軸に補正演算後の輝度値を横軸にとってプロットしたグラフを図71に示す。このグラフの場合、差分は補正後の輝度値に対して上に凸の依存性を示し、その特性を示す線分として、特性例1のように2次式に類似した形態や、特性例2のように値ηBより大きいときと小さい場合で依存性が変わるような形態を得ることができる。したがって、前述の依存性に、さらに図72に示すように、下に凸の依存性のものを足せば、差分を一定にすることができる。このままでは、一定の差分を持ったままとなるので色再現性が問題となるが、さらにホワイトバランスをとることで、全体の差分が無くなるようにすることができる。このように、差分の変化点係数ηに相当に対して、それに好都合な式の演算を行なうことで、補正演算の誤差を小さくすることができる。下に凸の依存性を示す式としては、前記式14-1に示したような差S-ηの2次式あるいは一般的な非線形式がこれに当てはまるが、必ずしも多次式とは限らないのである。たとえば、式14-2や式14-3のように、値ηBより大きいときと小さい場合で依存性が変わるような式でも、同じような効果が得られるのである。<色分離フィルタ配列;第3例>図73および図74は、補正演算により可視光カラー画像と赤外光画像をそれぞれ独立に求めることを常時可能にする色分離フィルタの配置例の具体例の第3例以下第3具体例というを示す図である。この第3具体例は、可視光カラー画像に対する補正用の検知領域として、赤外光とともに可視光内のある特定の波長成分を受光検知する検知領域を設ける点に特徴を有する。一例として、図69に示す第2具体例の構成における白色補正画素12Wを、緑色フィルタ14GIRが配された画素に置き換える。この場合、画素12IRでは、赤外光IRと可視光VLの内の緑色との混合成分を受光できるようになる。この緑色フィルタ14GIRが配された画素12IRを緑色補正画素12GIRと呼ぶ。可視光を検知する緑色フィルタ14Gが配された画素12Gでは赤外光領域に対して感度を有する必要はないが、緑色補正画素12GIRでは赤外光領域に対して感度を有するようにすることが必要になる点に留意する。この場合、原色フィルタR,G,Bを通して対応する検知部で検知することで可視光カラー画像を撮像できるとともに、補正用の緑色フィルタGを通して対応する検知部で検知することで赤外光画像、もしくは赤外光と緑色光の混在画像を可視光カラー画像とは独立かつ同時に撮像することができる。たとえば、赤外光IRと緑色光の混合成分を受光する画素12IRからの画素データをそのまま用いることで、赤外光IRと緑色光の混合成分の像を得ることができ、感度を高くすることができる。また、赤外光IRと緑色光の混合成分の像とともに可視光VLの像が得られるが、可視光VLの像における緑色成分との差分を取ることで、赤外光IRのみの像が得られる。また、この補正用の緑色フィルタGを配した画素から得られる混在画像信号は、原色フィルタR,G,Bを配した画素から得られる可視光カラー画像に対しての補正信号としても利用する。補正演算処理に当たっては、第1や第2の具体例と同様に、式5-1や式6をそのまま適用することができる。また、信号SGIRから赤外光成分の信号SIRを見積もるに際しては、第2具体例における信号SWを緑色補正画素12GIRから得られる信号SGIRに置き換え、可視光成分の信号SVLは緑色成分についてのみ用いるようにすればよく、式10-5を式15のように置き換えるとよい。なお、緑色補正画素12GIRから得られる信号SGIRには、赤外光成分だけでなく緑色光成分も含まれるので、この緑色光成分を使って可視光カラー画像撮像用の原色フィルタ14R,14G,14Bが配された画素から得られる信号に補正を加える実際には加算演算処理を行なうことで、可視光カラー画像の高感度化や高解像度化を図ることもできる。この点は、第2具体例において白色補正画素12Wを用いる場合も同様であり、白色補正画素12Wで検知される可視光成分R,G,Bを使って可視光カラー画像撮像用の原色フィルタ14R,14G,14Bが配された画素から得られる信号に補正を加える実際には加算演算処理を行なうことで、可視光カラー画像の高感度化や高解像度化を図ることもできる。なお、第3具体例では、可視光カラー画像撮像用の色フィルタ14として、原色フィルタ14R,14G,14Bを用いていたが、補色フィルタCy,Mg,Yeや原色フィルタGとの組合せを用いることもできる。また、第2具体例や第3具体例の構成においても、原理的には、白色補正画素12Wや緑色補正画素12GIRを設けるようにすることで、第1具体例における変形例と同様に、回折格子501を利用した分光イメージセンサ511や半導体の深さ方向における波長による吸収係数の違いを利用した固体撮像素子611にも適用できる。ただし、それぞれのセンサ構造の特徴から分かるように、可視光カラー画像を取得するための検知領域と赤外光画像を取得するための検知領域が、半導体の面方向もしくは深さ方向に分離され、可視光カラー画像を取得するための色フィルタ14を設けることで、自動的に、赤外光画像検知領域にて赤外光成分も取得できる構造であるので、積極的に、補正用の白色フィルタや緑色フィルタを配した画素を設けるのは得策ではない。なお、第1~第3の具体例の何れにおいても、補正用の色フィルタを配する画素を赤外光を検知する画素として使うことができるので、赤外光による光通信や距離測定など高機能化が達成できるし、可視光とともに赤外光も同時に検出してイメージ化できる。これによって、同じイメージセンサで、眼で見ることができる可視光のイメージ像、特に色合いが正確な色再現性の良好なカラー画像と対応して、眼で見ることのできない赤外光の像情報を同時に受けることができる。これによって暗視カメラなどの新しい情報システムのキーデバイスとして応用が広がる。たとえば、赤外線の発光点を予め用意してそれを追跡することで、可視光カラー画像の像の中にある赤外光の発光点の位置を検出することができる。また、可視光のない、たとえば夜間においても赤外光を照射して撮像することで鮮明な赤外光画像を得ることができるので、防犯用のイメージセンサとしての応用も可能である。<色分離フィルタの他の配置例>図75~図81は、誘電体積層膜1を利用した分光イメージセンサ11に、可視光カラー画像に対する補正用の画素を設ける場合における解像度低下を考慮した画素配列を説明する図である。画素配列に関して言えば、図61や図68のような配列構造を適用した場合、単純に従来のRGB原色フィルタやCyMgYe補色フィルタあるいは原色フィルタGの可視光の画素に赤外光または赤外光と可視光の混合検知用の画素を追加することになる。たとえば、本来、可視光カラー画像撮像用の緑色画素Gやマゼンタ色画素Mgが、黒色補正画素や白色補正画素や緑色補正画素もしくはマゼンタ色補正画素に置き換わることになり、可視光カラー画像および赤外光画像の何れについても、解像度低下を招く可能性がある。たとえば、従来のRGBベイヤ配列のGの1つの画素を赤外画素に置き換えると、解像度が低下する。しかしながら、補正画素と解像度に大きく寄与する波長成分の画素たとえば緑色画素Gの配置態様を工夫することで、この解像度低下の問題を解消することができる。この際に重要なことは、従来と同様に、各色のフィルタをモザイク状に配した色分離フィルタ構造を採用する場合、赤外光または赤外光と可視光の混在の画素がある一定の格子間隔を持ってモザイク模様になるようにするとともに、可視光の原色系RGBまたは補色系CyMgYe画素の内の1つの画素がある一定の格子間隔を持ってモザイク模様になるように配置することである。ここで、モザイク模様になるようにするとは、ある色画素に着目したとき、それらがある一定の格子間隔を持って格子状に配列されるようにすることを意味する。必ずしも、その色画素が隣接することを必須とはしない。なお、色画素が隣接する配置態様を採った場合の典型例としては、赤外光の画素とその他の色画素の正方形を互い違い並べた碁盤目模様市松模様となるようにする配置態様がある。あるいは、可視光の原色系RGBまたは補色系CyMgYe画素の内の1つの画素とその他の色画素の正方形を互い違い並べた碁盤目模様市松模様となるようにする配置態様がある。<原色フィルタへの適用例>たとえば、RGB原色フィルタを用いつつ可視光カラー画像の解像度低下を抑えるには、可視光領域のGの画素の配置密度を維持し、可視光領域の残りのRもしくはBの画素を、補正用の黒画素や白画素や緑色画素に置き換えるとよい。たとえば図75に示すように、2行2列の単位画素マトリクス12内において先ず、奇数行奇数列および偶数行偶数列に可視光領域の緑色成分を感知するためのカラー画素Gを配し、偶数行奇数列には補正用の黒画素図75Aや白画素図75Bや緑色画素図示せずを配する。また、単位画素マトリクス12の列方向の奇数番目においては、行方向の奇数番目の単位画素マトリクス12における奇数行偶数列に可視光領域の青色成分を感知するためのカラー画素Bを配し、行方向の偶数番目の単位画素マトリクス12における奇数行偶数列に可視光領域の赤色成分を感知するためのカラー画素Rを配する。単位画素マトリクス12の列方向の偶数番目においては、カラー画素Bとカラー画素Rの配置を逆にする。全体としては、色フィルタ14の繰返しサイクルは、2×2の単位画素マトリクス12で完結することになる。この図75に示すような配置形態の場合、可視光の原色系RGB画素の内の1つの画素Gとその他の色画素の正方形を互い違い並べた市松模様の配置態様を採用しており、可視光カラー画像における解像度に大きく寄与するカラー画素Gの配置密度をベイヤ配列と同じにできるので、可視光カラー画像の解像度の低下はなくなる。ただし、カラー画素Rとカラー画素Bの配置密度はベイヤ配列に対して1/2になるのでカラー分解能が低下する。しかしながら、色に関する人間の視感度は、緑Gに比べて赤Rや青Bは劣るので、大きな問題にはならないと考えてよい。一方、補正画素を利用した赤外光画像に関しては、補正画素の配置密度が、可視光領域の緑色成分を感知するためのカラー画素Gに対して1/2になるので、分解能は可視光カラー画像よりも劣る。たとえば、図76に示すような透過スペクトル特性を呈する黒色フィルタ14BKを用いて、図75Aに示すような配置態様で黒色補正画素を配した、図52に示される層構造可視光を受光する画素に対応する断面構造図は図33のCMOS固体撮像素子画素回路構成は図4を図31の作製プロセス工程のようにして製造して実験をしてみたところ、3原色の可視光の高解像度カラー画像と、カラー画像よりは低解像度ではあるが比較的高解像度の赤外光の像を同時に撮像できることが分かった。図76から分かるように、赤外光側で透過特性を呈している。そこで、黒色補正画素から得られる赤外光成分を示す信号を使って、3原色の可視光画素に混入した赤外光成分を上記式5-1のようにして補正することで、赤外光成分による色再現性の問題も生じなかった。このような補正をすることで赤外光のある環境下で撮像しても色再現がよく、高感度であることが確かめられた。また、図75Bに示すような配置態様で白色補正画素を配した、図52に示される層構造可視光を受光する画素に対応する断面構造図は図33のCMOS固体撮像素子画素回路構成は図4を図31の作製プロセス工程のようにして製造して実験をしてみたところ、3原色の可視光の高解像度カラー画像と、カラー画像よりは低解像度ではあるが比較的高解像度の赤外光と可視光とが混在した画像を同時に撮像でき、また3原色の可視光画素R,G,Bで検知される青、赤、緑の強度を減じることで、赤外光のみの画像を同時に撮像できることが分かった。また、上記式10-5のようにして、白色補正画素から得られる可視光成分と赤外光成分の混合成分から赤外光成分を示す信号を抽出し見積もり、この抽出した赤外光成分を示す信号を使って、3原色の可視光画素に混入した赤外光成分を上記式5-1のようにして補正することで、赤外光成分による色再現性の問題も生じなかった。このような補正をすることで赤外光のある環境下で撮像しても色再現がよく、高感度であることが確かめられた。また、白色補正画素から得られる可視光成分を使って、3原色の可視光画素に基づき得られる輝度信号に補正を加えることで、色再現性とは独立して、可視光カラー画像の高感度化を図ることができることも確かめられた。また、飽和しないように、全ての画素を短い時間で露光し電荷信号を読み出し、さらに短い時間で読み取った信号を2回以上積算することで、大きい信号に変換することができ、暗い環境下で撮像しても、また明るい環境下で撮像しても、適切な感度が得られ、ダイナミックレンジが広がることを確認した。また、図75Aに示すような黒色補正画素と多層膜を組み合わせた構造や図75Bに示すような白色補正画素と多層膜を組み合わせた構造は、CMOS固体撮像素子のみならず、図63に示されるようなCCD構造に作製しても同様な効果が確認された。また、赤外光画像の解像度低下を抑えるには、たとえば図77に示すように、図75に示す可視光領域の緑色成分を感知するためのカラー画素Gと、補正用の黒画素図77Aや白画素図77Bや緑色画素図示せずの配置を入れ替えるとよい。この場合、補正画素としての赤外光の画素とその他の色画素の正方形を互い違い並べた市松模様の配置態様を採用しており、補正画素の配置密度をベイヤ配列の場合と同じにできるので、赤外光画像の解像度の低下はなくなる。ただし、可視光カラー画像における解像度に大きく寄与するカラー画素Gの配置密度は、補正画素に対して1/2になるので、可視光カラー画像は、赤外光画像の分解能よりも劣る。カラー分解能に関しては、図75の場合と同様である。たとえば、図76に示すような透過スペクトル特性を呈する黒色フィルタ14BKを用いて、図77Aに示すような配置態様で黒色補正画素を配したCCD固体撮像素子画素回路構成は図3、可視光を受光する画素に対応する断面構造図は図63を製造して実験をしてみたところ、高解像度の赤外光画像と、赤外光画像よりは低解像度ではあるが比較的高解像度の可視光カラー画像を同時に撮像できることが分かった。図76から分かるように、赤外光側で透過特性を呈している。そこで、黒色補正画素から得られる赤外光成分を示す信号を使って、3原色の可視光画素に混入した赤外光成分を上記式5-1のようにして補正することで、赤外光成分による色再現性の問題も生じなかった。このような補正をすることで赤外光のある環境下で撮像しても色再現がよく、高感度であることが確かめられた。また、図75Bに示すような配置態様で白色補正画素を配したCCD固体撮像素子画素回路構成は図3、可視光を受光する画素に対応する断面構造図は図63を製造して実験をしてみたところ、高解像度の赤外光と可視光とが混在した画像を同時に撮像でき、また3原色の可視光画素R,G,Bで検知される青、赤、緑の強度を減じることで高解像度の赤外光のみの画像を撮像でき、同時に、赤外光画像よりは低解像度ではあるが比較的高解像度の可視光カラー画像を撮像できることが分かった。また、上記式10-5のようにして、白色補正画素から得られる可視光成分と赤外光成分の混合成分から赤外光成分を示す信号を抽出し見積もり、この抽出した赤外光成分を示す信号を使って、3原色の可視光画素に混入した赤外光成分を上記式5-1のようにして補正することで、赤外光成分による色再現性の問題も生じなかった。このような補正をすることで赤外光のある環境下で撮像しても色再現がよく、高感度であることが確かめられた。また、白色補正画素から得られる可視光成分を使って、3原色の可視光画素に基づき得られる輝度信号に補正を加えることで、色再現性とは独立して、可視光カラー画像の高感度化を図ることができることも確かめられた。また、飽和しないように、白画素のみをオーバーフローを用いて短い時間で電荷を読み出し、さらに短い時間で読み取った信号を2回以上積算することで、大きい信号に変換することができ、暗い環境下で撮像しても、また明るい環境下で撮像しても、適切な感度が得られ、ダイナミックレンジが広がることを確認した。また、図77Aに示すような黒色補正画素と多層膜を組み合わせた構造や図77Bに示すような白色補正画素と多層膜を組み合わせた構造は、CCD固体撮像素子のみならず、CMOS固体撮像素子構造で作製しても同様な効果が確認された。図78は、可視光カラー画像に対する補正用の画素を設ける場合における他の画素配列を説明する図である。この変形態様は、補正用の画素に配する色フィルタの色を複数組み合わせる点に特徴を有する。たとえば、図78に示す例では、第1具体例と第2具体例とを組み合わせており、補正用の画素として黒色フィルタ14BKと白色フィルタ14Wとを単位画素マトリクス12に対して交互に配している。ここで、図78Aは図61と図68との組合せ、図78Bは図75A,Bの組合せ、図78Cは図77A,Bの組合せである。このような組合せの配置態様とすることで、たとえば白色補正画素12Wは主に高感度化のために使用し、黒色補正画素12BKは色補正のために使用することができる。もちろん、白色補正画素12Wを色補正のために使用することもできる。<補色フィルタへの適用例>また、CyMgYe補色フィルタを用いつつ可視光カラー画像の解像度低下を抑えるには、可視光領域のMgの画素の配置密度を維持し、可視光領域の残りのRもしくはBの画素を、補正用の黒画素や白画素や緑色画素に置き換えるとよい。たとえば図79に示すように、2行2列の単位画素マトリクス12内において、先ず、奇数行奇数列および偶数行偶数列に可視光領域のマゼンタ色成分を感知するためのカラー画素Mgを配し、偶数行奇数列には補正用の黒画素図79Aや白画素図79Bやマゼンタ色画素図示せずを配する。なお、マゼンタ色Mgの内の一方を緑色Gに置き換えることもできる。この場合、可視光の補色系CyMgYe画素の内の1つの画素Mgとその他の色画素の正方形を互い違い並べた市松模様の配置態様を採用しており、可視光カラー画像における解像度に大きく寄与するカラー画素Mgの配置密度をベイヤ配列と同じにできるので、可視光カラー画像の解像度の低下はなくなる。なお、カラー画素Cyとカラー画素Yeの配置密度はカラー画素Mgの配列に対して1/2になるのでカラー分解能が低下するが、色に関する人間の視感度は低く大きな問題にはならないと考えてよい。また、補正画素を利用した赤外光画像に関しては、補正画素赤外光画素の配置密度が、可視光領域のマゼンタ色成分を感知するためのカラー画素Mgに対して1/2になるので、分解能は可視光カラー画像よりも劣る。また、赤外光画像の解像度低下を抑えるには、たとえば図80に示すように、可視光領域のマゼンタ色成分を感知するためのカラー画素Mgと、補正用の黒画素図80Aや白画素図80Aやマゼンタ色画素図示せずの配置を入れ替えるとよい。この場合、補正画素としての赤外光の画素とその他の色画素の正方形を互い違い並べた市松模様の配置態様を採用しており、補正画素の配置密度をベイヤ配列の場合と同じにできるので、赤外光画像の解像度の低下はなくなる。ただし、可視光カラー画像における解像度に大きく寄与するカラー画素Mgの配置密度は、補正画素に対して1/2になるので、可視光カラー画像は、赤外光画像の分解能よりも劣る。カラー分解能に関しては、図79の場合と同様である。なお、解像度低下を抑えるための上記の配置態様例では、緑色Gまたはマゼンタ色Mgの画素をできるだけ高密度でモザイク模様定型例としての市松模様となるように配置していたが、その他の色R,BまたはCy,Yeの画素を市松模様となるように配置しても、ほぼ同様の効果を得ることができる。もちろん、解像度や色分解能を高める上では、視感度の高い色成分のフィルタをできるだけ高密度でモザイク模様となるように配置するのが好ましい。<斜め配置への適用例>なお、上記例では、正方格子状に色フィルタを配置する事例を説明したが、斜め格子状に配列することもできる。たとえば、図81Aに示す配置態様は、図75Bに示す配置態様を、右回りに略45度だけ回転させた状態の画素配列になっている。また図81Bに示す配置態様は、図77Bに示す配置態様を、右回りに略45度だけ回転させた状態の画素配列になっている。このように、斜め格子状に配列すると、垂直方向と水平方向の各画素密度が増すことになり、その方向での解像度をさらに高くすることができるのである。<<実験例;黒色補正画素>>図82~図93は、黒色補正画素を用いて、可視光カラー画像の色再現性を補正する仕組みの実験例を説明する図である。先ず、図82は、黒色補正画素を適用する場合に実験で用いた白黒カメラの概要を示す図である。この実験例では、ソニー株の白黒カメラXCLX700をベースに、色フィルタを追加することで実験を行なった。白黒カメラXCLX700以下実験用カメラともいうの基本的な性能は、たとえば、1/2インチ型,全画素読出しプログレッシブのもので、有効画素数1034×779、撮像画素数1024×768、画素サイズ6.25umとなっている。図83は、実験用カメラと色フィルタの分光感度特性図である。図中の全波長画素は、白黒用の実験用カメラの特性そのものである。また、R,G,Bの各画素は、実験用カメラにR,G,Bの各色フィルタを配置した場合のものであって、重付けの補正を加えた結果を示している。図84は、G色および赤外光カットフィルタと補正画素に用いる黒色フィルタの各透過スペクトル図である。赤外光カットフィルタの理想的な透過特性は、可視光領域波長700nm未満では1、赤外光領域波長700nm以上では0であるが、図示するように、可視光領域では若干のロスがあるし、赤外光領域でも若干の透過がある。このため、G色の透過スペクトルは、赤外光カットフィルタの有無により、透過率が若干異なる当然に赤外光カットフィルタ無しの方が透過率が高い。また、赤外光カットフィルタ無しの場合、赤外光領域で若干の透過、すなわち赤外光の漏れ成分IR漏れ光が存在する。この赤外光の漏れ成分は、黒色フィルタを使うことで、可視光成分と分離して取得できることになる。図85は、測色の指標として使用するマクベスチャートにおける色票番号1サイクル;24色分の対応を示す図である。また図86は、実験用カメラと緑色フィルタGを用いてマクベスチャートを撮像して得た生の画像データに基づく画像ローデータ画像を示す図である。撮像条件としては、光源として20W白熱電球と蛍光灯とを用い、実験用カメラのレンズF2.8に対して絞りをf2.8、シャッタースピードを1/2.8秒とした。ここで、図86Aは赤外光カットフィルタを用いない場合の緑色画像GIRカット無しであり、図86Bは赤外光カットフィルタを用いた場合の緑色画像GIRカット有りであり、図86Cはその差分画像、すなわち緑色フィルタGの赤外光漏れ成分の画像である。図87は、図86に示した撮像結果の、マクベスチャートの色票番号ごとに信号レベル実測値を表わした図である。図86の各図の比較あるいは図87から分かるように、マクベスチャートの各色票を撮像したG色フィルタ画素出力の信号レベルが、赤外光カットフィルタの有無によって異なっている。図88は、実験用カメラと補正画素としての黒色フィルタBKを用いてマクベスチャートを撮像して得た生の画像データに基づく画像ローデータ画像を示す図である。撮像条件は、図86の場合と同じである。ここで、図88Aは黒色フィルタBKの画像黒色フィルタ画像Brであり、図88Bは比較例としての、緑色フィルタGの赤外光漏れ成分の画像図86Cと同様のものである。図89は、黒色フィルタ画像Brに所定の係数αGを掛けた黒色補正画像Brcorrを示す図である。撮像条件は、図86の場合と同じである。ここで、図89Aは係数αG=0.18の場合の黒色補正画像Brcorrであり、図89Bは比較例としての、緑色フィルタGの赤外光漏れ成分の画像図86Cと同様のものである。この両者の画像を比べると分かるように、マクベスチャートの各色票の信号レベルが何れも概ね同じ状態となっている。つまり、緑色フィルタGの出力に現われる赤外光の漏れ成分を黒色フィルタBKを使うことで可視光成分と分離して取得できている。したがって、図86Bに示した緑色画像GIRカット有りの画像と黒色補正画像Brcorrとの差分をとることで緑色補正済画像Gが得られ、赤外光カットフィルタを用いなくても、緑色画像から赤外光漏れ成分を除去できる。たとえば、図90および図91は、黒色補正画像を用いたG色画像に対する補正効果の一例を示している。ここで図90Aは緑色画像GIRカット無し図86Aと同様のものであり、図90Bは緑色画像GIRカット有り図86Bと同様のものであり、図90Cは緑色画像GIRカット無しと黒色補正画像Brcorrとの差分画像すなわち緑色補正済画像Gである。また、図91は、図90Cに示した差分結果緑色補正済画像の、マクベスチャートの色票番号ごとに信号レベル実測値を表わした図である。図90Aと図90Cの比較あるいは図91から分かるように、マクベスチャートの各色票の信号レベルが何れも概ね同じ状態となっている。つまり、赤外光カットフィルタを用いなくても緑色画像から赤外光漏れ成分を概ね除去できている。赤外光カットフィルタを用いなくても、赤外光カットフィルタを用いた場合とほぼ同等の信号を取得することができるので、赤外光カットフィルタを用いた場合とほぼ同等の、十分な色再現性の可視光カラー画像を取得できる。ただし、図91から分かるように、赤外光カットフィルタがある場合との差が若干ではあるが存在する。この差は、図84に示したように、G色の可視光領域での透過スペクトルが赤外光カットフィルタの有無により差を持つことが原因であると考えられる。よって、この影響を補正するには、単純に緑色画像GIRカット無しと黒色補正画像Brcorrとの差分をとるのではなく、予め緑色画像GIRカット無しに対して感度補正を加えておくのがよいと考えられる。この感度補正に当たっては、黒色フィルタBKの画素信号を用いるのがよい。つまり、この場合の補正演算に当たっては、式5-1のように、本来の可視光波長領域における各色信号成分に赤外光の漏れ信号成分が加わった色信号成分SCy,SMg,SYe,SGから赤外光信号成分SIRに所定の係数αR,αG,αBを掛けた補正信号成分を減算するだけでなく、式5-2のように、色信号成分SCy,SMg,SYe,SGに対して予め赤外光信号成分SIRに所定の係数εR,εG,εBを掛けた値で感度補正を加えておき、この感度補正が加えられたものから赤外光信号成分SIRに所定の係数αR,αG,αBを掛けた補正信号成分を減算することで、高精度な補正を行なうようにするとよい。たとえば、図92および図93は、その高精度な補正効果の一例を示している。ここで図92Aは緑色画像GIRカット有り図86Bと同様のものであり、図92Bは式5-2に従って係数αG=0.11、εG≒0.0012として高精度な補正を行なった場合の緑色補正済画像Gである。また、図93は、図92Bに示した差分結果緑色補正済画像Gの、マクベスチャートの色票番号ごとに信号レベル実測値を表わした図である。図92Aと図92Bの比較あるいは図93から分かるように、マクベスチャートの各色票の信号レベルが何れも殆ど同じ状態となっている。つまり、赤外光カットフィルタを用いなくても緑色画像から赤外光漏れ成分を殆ど除去できている。赤外光カットフィルタを用いなくても緑色画像から赤外光漏れ成分をほぼ完全に除去できることになる。赤外光カットフィルタを用いなくても、赤外光カットフィルタを用いた場合と同等の信号を取得することができるので、赤外光カットフィルタを用いた場合と同等の、十分な色再現性の可視光カラー画像を取得できる。たとえば白色補正画素12Wから得られる信号SWには、赤外光成分だけでなく可視光成分も含まれるので、この可視光成分の信号SVLを使って、可視光カラー画像撮像用の原色フィルタ14R,14G,14Bが配された画素に基づき得られる輝度信号に補正を加える実際には加算演算処理を行なうことで、色再現性とは独立して、可視光カラー画像の高感度化を図ることもできる。<<実験例;白色補正画素>>図94~図101は、白色補正画素を用いて、可視光カラー画像の色再現性を補正する仕組みの実験例を説明する図である。先ず、図94は、白色補正画素を適用する場合での実験時の環境条件を示す図である。この実験例では、ソニー株の白黒カメラXCX495M以下実験用カメラともいうをベースに、R,G,Bの原色フィルタを追加することで原色画素12R,12G,12Bを設けるとともに、擬似MLTフィルタを設けることで白色補正画素12Wを構成して実験を行なった。また、白色補正画素12Wを設けることの効果を検証するべく、擬似MLTフィルタに代えてIRカットフィルタC5000有りと無しとを切り替えるようにもした。ここで、擬似MLTフィルタとは、Si3N4/SiO2多層膜5周期の透過特性にほぼ等しいIRカットフィルタであり、株大真空製のC5000のフィルタの厚みが1.6mmに対して0.4mmの薄いものである。なお、白色補正画素12Wを設ける場合の画素配列としては、前述の図68A,図75B,図77Bなどのものとすることができる。また、色温度2600K,2800K,3000Kの3種類のハロゲンランプと、色温度3000~7000Kの3種類の蛍光灯ECW具体的には昼光色,昼白色,電球色の各蛍光灯とを光源条件として、測色の指標として使用するマクベスチャートと解像度評価用の解像度チャートとを撮像した。図95は、通常のIRカットフィルタC5000と、擬似MLTフィルタの透過特性を示す図である。図から分かるように、IRカットフィルタC5000に代えて擬似MLTフィルタを用いることで、可視光帯の全波長成分を十分な強度で透過させることができるとともに、赤外光帯では、R,G,Bの原色フィルタの透過強度に比べて十分な強さで透過させる特性にすることができる。図96は、実験用カメラと擬似MLTフィルタを適用した場合の色フィルタの分光感度特性図である。図から分かるように、擬似MLTフィルタを適用した場合、赤外光領域波長700nm以上では、R,G,Bの原色フィルタ成分に、赤外光IRの漏れ成分IR漏れ光が存在する。図97は、全体の処理手順を示すフローチャートである。IRカットフィルタC5000を用いた場合と擬似MLTフィルタを用いた場合との違いは、赤外光補正処理部342にての前述の式5や式12を適用した色補正演算処理S104が存在するか否かだけである。すなわち、撮像信号処理部330は、先ず実験用カメラより生の撮像信号raw出力を取得するS100。前処理部332は、実験用カメラから出力された生の撮像信号、すなわちセンサ出力信号可視光撮像信号SVL詳しくはR,G,Bの各色成分SR,SG,SBおよび赤外光撮像信号SIRに対して黒レベル調整やゲイン調整やガンマ補正などの前処理を行なうS102。この後、擬似MLTフィルタを用いた場合には、画像信号処理部340の赤外光補正処理部342は、式5や式12を適用した色補正演算処理を実行するS104。さらに、画像信号処理部340は、ホワイトバランスWB用の規格化処理S106や明度信号の規格化処理S108を実行することで、ビットマップデータを取得するS110。そして、評価用の色データを取得するS120。評価用の色データを取得するS120に当たっては、先ず、R,G,B信号ここではsRGB信号を線形化処理しS122、CIECommissionInternationaledEclairageで1931年に採択された等色関数xλ,yλ,zλに基づく3色表色系のXYZ表色系信号に変換するS124。さらに、CIEが1976年に定めた均等色空間のひとつであるLab表色系の色信号に変換するS126。このようにして、IRカットフィルタC5000を用いた場合と擬似MLTフィルタを用いた場合のそれぞれでLab信号を取得したら、それぞれ前記式4に従って色差ΔEabを求め、それぞれの色差を比較するS130。式5や式12を適用する場合の各係数α,β,γは、ニュートン法を用いて誤差が小さくなるように算術計算で求めるが、ここでは、一例として、α,γは、下記式16-1であるものとする。また、式12を適用する場合の各係数ω,ηは、下記式16-2であるものとする。式16-2では、原色系フィルタの実験用カメラを測定した結果を元に、最も色差が小さくなるように係数を求めたものであり、ωR,ωGの値が0であるが、係数は、デバイスに固有なものであるため、デバイスごとに値が異なってくるので、別のデバイスの場合、0でないこともある。図98は、ハロゲン光源色温度3000Kの環境下でマクベスチャートの24色を撮影して、演算で補正前後の色差を求めた結果を示す図である。この図98は、補正をしてないときの色差と、式5を適用した線形項のみでの補正演算による色差と、式12を適用した非線形項も含む補正演算による色差とを比較できるようにグラフ化した図である。ここで、横軸はマクベスチャートの各色の番号を表している。図98から分かるように、補正前の平均色差7.36に対して、補正後の平均色差は、式5を適用した場合には3.95が限界である。しかしながら、さらに式5を改善して式12を適用して非線形項を用いた補正を加えることで、3.01とさらに色差を減少することができ、色再現を改善することができることが分かる。図99は、ハロゲン光源色温度3000Kの他、色温度2600K,2800Kの2種類のハロゲンランプと、昼光色,昼白色,電球色の3種類の蛍光灯とについて、色差の測定結果を纏めた図表である。ここでは、補正なしの場合と式12を適用した補正ありの場合を示している。図99から分かるように、何れの光源下においても、式12を適用して非線形項を用いてIR漏れ光に対する補正を行なうことで、平均色差を補正前に比べて十分に小さくすることができる。ハロゲン光源色温度2800Kの場合でも、ΔEab=4.064<5とすることができ、可視光成分に赤外光の入射分があっても式12を適用した補正によって十分な色再現が可能であることが分かる。なお、ハロゲン光源色温度2600Kの場合には、ΔEab=6.14>5であり、色再現性に問題は残る。<ノイズについて>なお、式5や式12などを適用して補正演算を行なうと、この補正演算に伴うノイズS/N劣化が懸念される。しかしながら、実験によれば、問題のないことが分かった。以下、この点について説明する。先ず、式5を適用した場合のノイズNは、A色成分ここではA色は白色に相当する,R色成分,G色成分,B色成分の間に相関性がないと仮定して、下記式17に示すように、分散σの相乗平均計算で求めることができる。また、式12を適用した場合は、各係数ω,ηが前記式16-2である場合、赤外光成分IRと青色成分Bとは下記式18に示すようになる。したがって、たとえば、青色成分Bについては、下記式19が得られ、青色成分BについてのノイズNBは、式19の左辺にルートをとることで求めることができる。なお、式19と式17との間には、σb1=NB,σa=NA,σr=NR,σg=NG,σb=NBの関係がある。図100および図101は、ハロゲン光源色温度3000Kと蛍光灯とについて、ノイズの見積もり値と実測値とを纏めた図表である。図100および図101から分かるように、通常のIRカットフィルタC5000を用いた場合に対して、式12を適用して非線形項を用いてIR漏れ光に対する補正を行なった場合、ハロゲン光源色温度3000Kでは-0.530dB見積,-0.784dB実測、蛍光灯では2.854dB見積,0.383dB実測となり、何れの光源下でも、ノイズ劣化はさほど問題にならないことが確認された。"