摄像装置制造方法
【专利摘要】本申请所公开示的摄像装置，具备：多个光检测部，其是具有光接收面的多个光检测部(15a、15b)，通过沿着第一方向和与第一方向不同的第二方向二维地排列，多个光检测部的光接收面构成摄像面；透明层(11)，其具有入射面和出射面，且使出射面与摄像面对置地配置；多个分光部(12)，其具有比透明层(11)的折射率大的折射率，在透明层内且在与摄像面平行的排列面被二维排列，并且，使在各分光部和与各分光部邻接的透明层的部分所透过的光形成的0级衍射光(13)和±1级衍射光(14)，分别入射多个光检测部之中不同的光检测部，在规定的方向上邻接的两个分光部的间隔，周边侧的一方比摄像面的中央侧小。
【专利说明】摄像装置
【技术领域】
[0001 ] 本申请涉及摄像装置，特别是涉及能够将色进行分离地检测的摄像装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着数字照相机和数字电影摄像机的高像素化，CXD构造和CMOS构造的元件尺寸的微细化推进。但是，若使元件尺寸微细化，则光的光接收面积减小所引起的各像素的光接收量降低就成为课题。
[0003]专利文献I公开有一种摄像装置，其通过使用利用衍射来进行光的分色的分光部来代替滤色镜，从而能够提高光的利用效率，得到彩色图像。另外，专利文献2公开有一种信号处理方法，其通过使用专利文献I所示的这种分光部，将入射的光进行分色而进行检测，从而得到彩色图像。认为实现这样的摄像装置，比使用现有的滤色镜的摄像装置更能够提高光的利用效率。还有，在本申请说明书中，所谓彩色图像，意思是由两种以上的颜色表现色调的图像。
[0004]先行技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:国际公开第2009/019818号
[0007]专利文献2:国际公开第2010/082455号
【发明内容】
[0008]但是，在上述现有的技术中，要求画质的进一步提高。本申请的非限定性例示的某一实施方式，提供一种可以得到比以往优异的画质、且利用衍射进行光的分色的摄像装置。
[0009]本发明的一个形态的摄像装置，具备如下:具有光接收面的多个光检测部，通过沿着第一方向和与所述第一方向不同的第二方向被二维排列，由所述多个光检测部的光接收面构成摄像面；透明层，其具有入射面和出射面，且以使所述出射面与所述摄像面对置的方式配置；多个分光部，其具有比所述透明层的折射率大的折射率，在所述透明层内在与所述摄像面平行的排列面被二维排列，并且，将在各分光部和与所述各分光部邻接的所述透明层的部分所透过的光形成的O级衍射光和±1级衍射光，分别入射所述多个光检测部之中不同的光检测部，在规定的方向上邻接的两个分光部的间隔，所述摄像面的周边侧的一方比中央侧小。
[0010]根据本发明的一个形态的摄像装置，在规定的方向上邻接的两个分光部的间隔，摄像面的周边侧的一方比中央侧小。因此，在摄像面的周边侧，即使光倾斜入射，也能够使从分光部产生的衍射光高效率地入射期望的光检测部，因此，能够抑制拍摄的图像中的色斑和亮度不均。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是表示在摄像装置的普通构造中向摄像面入射的光的角度的模式图。[0012]图2是表示本发明的摄像装置的第一实施方式的一部分的剖面图。
[0013]图3是表示图2所示的摄像装置的光检测部和分光部的配置的图。
[0014]图4是图3的放大图。
[0015]图5是表示在光检测部的光接收面的中心和分光部的中心一致地配置的摄像装置中、光向X轴方向以O度和16度的角度入射时的分光特性的图。
[0016]图6(a)和(b)是表不在光检测部的光接收面的中心和分光部的中心一致地配置的摄像装置中、波长650nm的光向x轴方向以O度和16度的角度入射时的光强度分布的图。
[0017]图7是表不分光部的移动量和垂直入射时的特性的偏尚量的关系的图。
[0018]图8是表示在使分光部移动到最佳位置的情况下使波长650nm的光以16度的角度入射时的光强度分布的图。
[0019]图9是表不在使分光部向X轴方向进行最佳移动的情况下光向X轴方向以16度的角度入射时的分光特性的图。
[0020]图10是表示在光检测部的光接收面的中心和分光部的中心一致地配置的摄像装置中、光向y轴方向以O度和16度的角度入射时的分光特性的图。
[0021]图11是表不在使分光部向y轴方向进行最佳移动的情况下光向y轴方向以16度的角度入射时的分光特性的图。
[0022]图12(a)和(b)是表不分光部向x轴方向和y轴方向的移动量与垂直入射特性的偏离量的关系的图。
[0023]图13(a)和(b)是表示第一实施方式的摄像装置中的x轴方向和y轴方向的入射角与最佳的分光部的移动量的关系的图。
[0024]图14是表不在第一实施方式中使分光部向最佳的位置移动时的分光部与主光线的位置关系的图。
[0025]图15是表示本发明的摄像装置的第二实施方式中的光检测部和分光部的配置的图。
【具体实施方式】
[0026]本申请
【发明者】详细地研究了使用专利文献1、2等所公开的分光部的摄像装置时发现，用这样的摄像装置拍摄对象物时，在所拍摄的图像的周边部分，可见到色斑和亮度不均(色差、亮度明暗)。另外可知，这样的色斑和亮度不均，是由于向摄像装置入射的光线的入射角度不同引起的。
[0027]图1模式化地表示，在将使用透镜16会聚的对象物的像由摄像元件10进行拍摄时、入射摄像面20的光线。将透镜16以物体侧非远心摄像光学系统为代表地加以示出。如图1所示，摄像面20的中心部所入射的光a，相对于摄像面20构成大体垂直的角度。相对于此，摄像面20的周边所入射部分的光b，以从垂直于摄像面20的方向倾斜的角度入射摄像面20。
[0028]在摄像面20的表面配置滤色镜的现有的摄像装置的情况下，像这样的入射角度的不同，对于色斑来说不是特别大的问题。这是由于，虽然入射角大而由遮光部导致光晕发生且入射到光检测部的光的光量降低的情况存在，但透过滤色镜的光的波长特性，并不依存于向滤色镜入射的光的入射角度。因此，在使用滤色镜的现有的摄像装置中，向滤色镜入射的光的入射角度的差异几乎不会造成色斑发生。
[0029]但是，使用利用衍射而进行光的分色的分光部来代替滤色镜时，由于入射分光部的光的入射角度，会导致衍射光的衍射角度发生变化。因此，如图1所示可知，在摄像面20的周边部，由于光的入射角度与中央部的不同，导致衍射光的衍射角度变化，入射到光接收元件的光检测部的被分光的衍射光的光量变化，由此导致色斑和亮度不均发生。本申请
【发明者】根据这一见解，设想了一种以能够得到色斑和亮度不均受到抑制的图像的方式、进行分色而进行检测的新的摄像装置。以下，详细地说明本发明的摄像装置的实施方式。本发明的一个形态的概要如下。
[0030]本发明的一个形态的摄像装置，具备如下:具有光接收面的多个光检测部，在第一方向和与所述第一方向不同的第二方向被二维排列，所述多个光检测部的光接收面构成摄像面；透明层，其具有入射面和出射面，以使所述出射面与所述摄像面对置的方式配置；多个分光部，其具有比所述透明层的折射率大的折射率，在所述透明层内在与所述摄像面平行的排列面被二维排列，并且，将在各分光部和与所述各分光部邻接的所述透明层的部分所透过的光形成的O级衍射光和±1级衍射光，分别入射所述多个光检测部之中不同的光检测部，在规定的方向上邻接的两个分光部的间隔，所述摄像面的周边侧的一方比中央侧小。
[0031]所述多个分光部分别在所述透明层内具有:在所述入射面和所述出射面对置的方向上具有纵向长度的柱状形状或板状形状也可。
[0032]所述多个分光部沿着所述第一方向和第二方向被二维配置，所述各分光部具有在所述第二方向比所述第一方向大的厚度。
[0033]在所述第一方向上邻接的两个分光部的间隔，所述摄像面的周边侧的一方比中央侧小也可。
[0034]在所述第二方向上邻接的两个分光部的间隔，所述摄像面的周边侧的一方比中央侧小也可。
[0035]在以所述摄像面的中央为中心的圆的半径方向上邻接的两个分光部的间隔，所述摄像面的周边侧的一方比中央侧小也可。
[0036]从所述入射面入射、且在所述各光检测部在所述光接收面的中央所入射的光线，比所述各光检测部所对应的分光部的在所述入射面与所述出射面对置的方向上的中央更靠光检测部侧通过也可。
[0037]所述多个分光部包含多个第一种分光部和多个第二种分光部，所述多个第一种分光部和所述多个第二种分光部使互不相同的波长范围的光衍射也可。
[0038](第一实施方式)
[0039]以下，说明本发明的摄像装置的第一实施方式。图2表示本实施方式的摄像装置的模式化的剖面构造的一部分。如图2所示，摄像装置101具备摄像元件10、透明层11、多个分光部12。
[0040]摄像元件10包含具有光接收面15f的多个光检测部15a、15b。光检测部15a、15b分别将照射到光接收面15f的光转换成电信号输出。多个光检测部15a、15b被二维排列，由此光接收面15f构摄像元件10的摄像面20。图3模式地表示摄像面20中的多个光检测部15a、15b的配置。多个光检测部15a、15b,在图3中，沿着作为第一方向的x轴方向和与X轴方向不同的作为第二方向的y轴方向排列。在本实施方式中，第一方向和第二方向相互正交，但第一方向和第二方向也可以形成90°以外的角度。另外，在本实施方式中，光接收面15f具有矩形形状，但也可以具备六角形等其他的形状。
[0041]透明层11具有入射面Ila和出射面lib。按照使出射面Ilb与摄像面20对置的方式将透明层11相对于摄像元件10配置。来自应该拍摄的物体和景色等的入射光，从入射面Ila入射，在透明层11内透过，从出射面Ilb出射。出射的光入射到摄像元件10的摄像面20。透明层11对于入射光可以是透明的。例如，像透射可视光这样，透明层11具备在可视光的波长区域没有大的吸收的光学特性也可。在透明层11的入射面Ila设置聚光用的多个微透镜也可。另外，在透明层11和摄像面20之间设置微透镜层和导光层也可。
[0042]多个分光部12被配置在透明层11内。具体来说，就是在与摄像面20平行的排列面SI内被二维排列。图3示出摄像面20中的多个光检测部15a、15b和多个分光部12的配置。如图3所示，在本实施方式中，多个分光部12，在沿着X方向和y方向排列的多个光检测部15a、15b之中的在X方向和y方向上隔个交替定位的光检测部15b上被配置。光检测部15a、15b,在摄像面20中，形成棋盘格图案(Checkerboard Pattern)的不同的两个区域。具体来说，各光检测部15a在X方向和y方向分别被一对光检测部15b夹持，各光检测部15b在X方向和方向分别被一对光检测部15a夹持。
[0043]多个分光部12各自对于入射光是透明的也可。例如，以透过可视光的方式，分光部12具备在可视光的波长区域没有大的吸收的光学特性也可。另外，多个分光部12的折射率比透明层11的折射率大。即，如果设透明层11和分光部12的折射率分别为nll，nl2，则满足nll〈nl2的关系。
[0044]图4放大示出图3所示的分光部12的配置的一部分。如图4所示，例如，各分光部12在X方向和y方向具有厚度xl2和厚度yl2，y方向的厚度yl2比x方向的厚度xl2大。另外，如图2和图4所示，各分光部12具有柱状形状或板状形状，其在入射面Ila和出射面Ilb对置的方向、即z方向上具有纵向长度。z方向的长度为zl2。
[0045]如图2所示，从透明层11的入射 面Ila入射的光，朝向出射面Ilb行进。这时，在分光部12内透过的光、和在透明层11的与分光部12邻接的部分透过的光中，产生由zl2(nl2-nll)所示的光程差h。该光程差h，例如，为红色光的波长(波长700nm)的半整数倍(0.5、1.5...)时，生成红色的±1级衍射光14。另外，如果入射的光为白色光，则生成作为红色的互补色的青色的O级衍射光13。
[0046]因此，通过对±1级衍射光14的衍射角度、和分光部12与光接收面15f的距离进行适当设定，能够使O级衍射光13和±1级衍射光14入射到不同的光检测部15a、15b。具体来说，能够使红色的土 I级衍射光14入射光检测部15a，使青色的O级衍射光入射光检测部15b。如此，通过在埋设有分光部12的透明层11中使光透过，能够不使用滤色镜而进行分色。因此，与使用滤色镜的现有的摄像装置相比，能够提高光的利用效率。如上述，根据本实施方式，例如，能够将红和青分离地拍摄被摄物体，能够得到由红和青进行色调表现的彩色图像。
[0047]如图4所示，在分光部12仅配置在光检测部15b之上的情况下，对于光检测部15a、从在X方向上邻接的两侧的光检测部15b之上所定位的分光部12入射±1级衍射光14。另外，光检测部15a上因为没有配置分光部12，所以也入射白色光即入射到透明层11的光。相对于此，对于光检测部15b、入射主要由分光部12生成的O级衍射光13。因此,例如，通过以邻接的光检测部15a、15b作为一个像素，处理由摄像元件10得到的电信号，能够得到具有灰度的红和蓝色的图像信号。分光部12的具体的形状设计方法和通过信号处理生成复色图像信号的方法被公开在专利文献I和专利文献2中。
[0048]分光部12形成的±1级衍射光14的衍射角度，根据入射的光的入射角度而有所变化。摄像面20的周边部分所入射的光，因为以从垂直于摄像面20的方向倾斜的角度入射到摄像面20，所以± I级衍射光14的衍射角度在摄像面20的中心部和周边部也是不同的。由此，如上述，在由摄像元件拍摄的图像的周边部发生色斑和亮度不均。本实施方式的摄像装置101为了解决这一课题，使分光部的排列间隔在摄像面20的中央部和周边部不同。在图3中，由虚线所示的矩形，表示在摄像面20中全部的分光部12的间隔相等时的分光部12的位置；由阴影线所示的矩形，表示本实施方式的摄像装置101的分光部12的配置。如图3所示，在本实施方式的摄像装置101中，在规定的方向上邻接的两个分光部的间隔，摄像面20的周边侧的一方比中央Cl侧的小。
[0049]在本实施方式中，就在X方向上邻接的两个分光部12的间隔而言，相比摄像面20的中央Cl侧，周边侧的一方小。另外，就在y方向上邻接的两个分光部的间隔而言，相比摄像面20的中央Cl侧，周边侧的一方小。因此，在以与摄像面20的中央Cl 一致的点C2为中心的圆的半径方向邻接的两个分光部12的间隔，摄像面20的周边侧的一方比中央Cl侧小(L2〈L1)。在此，所谓邻接的两个分光部12的间隔，是指在这一方向邻接的两个分光部12的中心间的距离。
[0050]S卩，在排列面SI中，观看分光部12的位置时，位于摄像面20的周边的分光部12的中心12C，与光检测部15b的光接收面15f的中心15C不一致；分光部12的中心12C，从光接收面15f的中心15C、向摄像面20的中央Cl所对应的排列面SI的点C2侧偏移地配置。
[0051]就分光部12的排列间隔而言，也可以随着从摄像面20的中央Cl向周边部而慢慢缩短，也可以将以相同的排列间隔并排的多个分光部12存在的范围作为一个区域而分割成多个区域，且按区域使排列间隔不同。另外，位于摄像面20的中央Cl邻域的多个分光部12的排列间隔，也可以与光检测部15a、15b的排列间隔的2倍相等，仅缩短位于摄像面20的周边部的多个分光部12的排列间隔。另外，在本实施方式中，在X方向和y方向，使分光部12的间隔在摄像面20的周边侧的一方比中央Cl侧小，但如以下说明，至少在X方向中，满足这一条件即可。
[0052]以下，说明在本实施方式的摄像装置101中，色斑和亮度不均得到抑制的理由。首先，说明使分光部12的排列间隔在摄像面20的中央部和周边部相等时所发生的色斑和亮度不均。
[0053]图5表示，在如图2所示、使光检测部15b的光接收面的中心15C和分光部12的中心12C在排列面SI上一致地配置且使透明层11的折射率为1.46使分光部12的折射率为2.00的情况下，使白色光以相对于入射面Ila的法线为O度入射时(以下，称为垂直入射时)的分光特性，和向X轴方向以16度角度入射时的分光特性。纵轴所示的透射率，表示由在没有设置分光部12时入射到一个像素的光的光量所标准化了的值)。垂直入射时，在由光检测部15a检测到的光中，从波长600nm至700nm(红色波长范围)的透射率变高；在由光检测部15b检测到的光中，从波长600nm至700nm的透射率降低。即，表示经由分光部12使红色光被分离。
[0054]相对于此，入射角为16度时，由光检测部15a、15b检测到的光的分光特性发生巨大变化。具体来说，由光检测部15a检测到的光的从波长600nm至700nm(红色波长范围)的透射率的增大变小，由光检测部15b检测到的光中的从波长600nm至700nm的透射率的降低也变小。即，红色光的分离不充分。
[0055]图6(a)和(b)表不,在上述构成中，以O度和16度分别入射650nm的光时的光的截面强度分布。在这些图中，黑暗显示的区域表示光量大。如图6(a)所示，入射角为O度时，从分光部12产生的±1级的衍射光高效率地入射光检测部15a。相对于此，如图6(b)所示，入射角为16度时，因为衍射角变化，所以I级衍射光也入射光检测部15b。因此，认为红色光的分离变得不充分。
[0056]接着，在光倾斜后入射的情况下，为了使来自分光部12的I级衍射光入射期望的光检测部，而使分光部12的位置移动的结果，如下示出。图7表示入射角16度时的分光部12的位置的移动量与所检测到的光的强度的关系。横轴表示从垂直入射时的分光部12的配置位置之位置移动量，纵轴表示与垂直入射时的分光特性之透射率的差分的绝对值。就分光部12的位置而言，是在光的衍射方向上、即在图3所示的分光部12的配置中X方向上，使之向倾斜入射的光的出射侧移动。
[0057]由图7可知，入射角为16度的情况下，与垂直入射时的分光特性的差最小时位移量为600nm。
[0058]图8表示在使分光部12移动600nm的情况下使波长650nm的光以入射角16度入射时的光的截面强度分布。可知从分光部12产生的I级衍射光高效率地入射光检测部15a。
[0059]图9表示使分光部12的位置移动量为600nm、使白色光以入射角16度入射时的分光特性。为了进行比较，也示出使位移量为零、且使白色光垂直入射时的分光特性。若与图5所示的结果进行比较，则可知通过使分光部12的位置移动，能够有效率地分离红色区域的光。另外可知，与使位移量为零、且使白色光垂直入射时的分光特性也非常一致。由这些结果可知，分光部12根据光的入射角使配置位置沿着光的衍射方向移动，能够抑制相对于入射角的分光特性的变化，抑制摄像区域内的色斑。
[0060]如图3所示，分光部12的y轴方向的厚度比X轴方向的厚度大时，I级衍射光在X轴方向上发生衍射。因此，入射到分光部12的光在X轴方向倾斜入射时，如上述±1级衍射光的衍射角度变化。相对于此，入射至分光部12的光在y轴方向上倾斜入射时，±1级衍射光的衍射角度不发生变化。但是，这种情况下，因为±1级衍射光的出射方向在y轴方向上偏移，所以入射到光检测部15a、15b的光的O级衍射光和±1级衍射光的比例发生变化。
[0061]图10表示，在如图2所示、使光检测部15b的光接收面的中心15C和分光部12的中心在排列面SI上一致地配置的情况下，使白色光以相对于入射面Ila的法线为O度入射时(以下，称为垂直入射时)的分光特性，向y轴方向以16度的角度入射时的分光特性。与图5同样,纵轴所不的透射率,表不由在未设有分光部12的情况下入射I个像素的光的光量所标准化了的值(％)。
[0062]如图10所示，入射角度为16度的情况，与O度的情况相比，入射到光检测部15a的光的分光特性的强度整体上降低。相对于此，入射到光检测部15b的光的分光特性的强度，与O度的情况相比，入射角度为16度时整体上增大。这被认为是由于，在入射角度为O度时分别仅入射光检测部15a和光检测部15b的O级衍射光和±1级衍射光，也会入射光检测部15b和光检测部15a。
[0063]如此，在光相对于摄像面20的法线向y轴方向倾斜入射时，分光特性也发生变化，色斑和亮度不均发生。因此，分光部12也沿y轴方向、即沿着相对于作为衍射光出射的面的Xz平面垂直的方向的y轴方向移动。
[0064]还有,若对表不光向X轴方向倾斜入射时的分光透射率特性的变化的图5、和表不光向y轴方向倾斜入射时的分光透射率特性的变化的图10进行比较，则可知图5的一方变化更大。就是说，可知如上述，在± I级衍射光的衍射角度变化的方向上光倾斜地入射一方，显著影响到与垂直入射时比较的分光透射率特性的变化。如后述的图12中所示，这一倾向在入射角越大越显露。据此，至少在X轴方向上，通过使分光部12的间隔在摄像面20的周边侧的一方比在中央Cl侧小，能够得到抑制色斑和亮度不均的效果。
[0065]图11表不使分光部12朝着光入射的方向、在X方向和y方向上位移,且以与垂直入射时的分光特性最一致的最佳的移动量使分光部12的位置移动时的分光特性。就移动量而言，选择与垂直入射时的分光特性的透射率的差分的绝对值达到最小的值。入射角为16度时，分光特性与垂直入射时的分光特性最一致的位置移动量是650nm。如图12所示，在光检测部15a和光检测部15b的任意一方，分光特性的波形和透射率均非常一致。
[0066]图12(a)表不在使分光部12以最佳的量位移时和不使之位移时，x轴方向的入射角度、和入射到光检测部15a和光检测部15b的光的与垂直入射时的分光特性的差分的绝对值的关系。另外，图12(b)表示在使分光部12以最佳的量位移和不使之位移时，y轴方向的入射角度、和入射光检测部15a和光检测部15b的光的与垂直入射时的分光特性的差分的绝对值的关系。
[0067]在X轴方向和y轴方向的任意一方，不使分光部12的位置移动时，随着入射角度变大，分光特性的偏离(乖離)均变大。相对于此?，通过使分光部12的位置移动，能够将偏离量抑制在一定值以下。这表示，随着从摄像面的中央朝向周边部分，即使入射光的入射角度变大，通过使分光部的位置移动，也能够使分光特性的偏离抑制在一定值以下，能够抑制所拍摄的图像的周边部的色斑和亮度不均。
[0068]图13(a)表示，入射到摄像装置的光的x轴方向的入射角、和在此入射角下分光特性与垂直入射时的分光特性最一致的分光部的位置移动量的关系。另外，图13(b)表示，入射到摄像装置的光的X轴方向的入射角、和在此入射角下分光特性与垂直入射时的分光特性最一致的分光部的位置移动量的关系。
[0069]位动量如图14所示，由Λ d规定，Λ d是从在光检测部15a的光接收面15f的中心15C上使分光部12的中心一致时的该中心、平行于摄像面20移动的距离。
[0070]另外，所谓主光线上的移动量，由按照与入射到图14的光检测部的中心15C的一条光线使分光部的中心12C —致的方式朝着平行于摄像面20的方向使之移动时的量定义。
[0071]图13(a)、(b)所示可知，通过根据入射角使分光部的位移量增大，能够抑制色斑和亮度不均。因此，为了最高效率地抑制色斑和亮度不均，也可以随着从摄像面的中心朝向周边部，在X方向和y方向上使分光部12的间隔减小。[0072]另外，如图14所示可知，使分光部12向最佳的位置移动时，主光线之中的与光检测部15a的光接收面15f的中心15C交叉的光线，在从分光部12的中心12C向下方约500nm的位置(图的ε)通过。分光部12在摄像面20的法线方向具有纵长方向，分光部12的折射率比透明层11的折射率大。因此在X轴方向中，由于分光部12的导波的原理致使主光线的路径发生变化。另外，在y轴方向中，由于高折射率的分光部12造成的折射导致主光线的路径发生变化。因此认为，主光线之中的与光接收面15f的中心15C交叉的光线，不通过分光部12的中心12C，而比中心12C更靠光检测部15a侧通过。
[0073]还有，特开2003-18476号公报中公开有，为了有效率地提高入射到各像素的光的量，对于从滤色镜的透镜的射出光瞳入射到摄像装置的光线，使滤色镜的中心位置在所述光线上或其邻域而进行设计。如上述，在本实施方式的摄像装置101中，主光线之中的与光接收面15f的中心15C交叉的光线，也可以不通过分光部12的中心12C，而比中心12C更靠光检测部15a侧通过，因此本实施方式的摄像装置的分光部12的配置，基于与特开2003-18476号公报所公开的滤色镜的配置完全不同的技术性的理由，另外，其效果也不同。
[0074]还有，在本实施方式中，分光部12按在沿X方向和y方向排列的多个光检测部15的每隔一个被排列，但也可以在全部的光检测部15上排列。
[0075](第二实施方式)
[0076]以下，说明本发明的摄像装置的第二实施方式。图15表示本实施方式的摄像装置102的光检测部和分光部的配置。摄像装置102，可以将4色分离而进行检测。为此，摄像装置102具备摄像元件10、透明层11、多个分光部12A、12B。
[0077]就摄像装置102而言，在为了将4色分离地进行检测而具备衍射互不相同的波长范围的光的两种分光部12A和分光部12B上，与第一实施方式的摄像装置101不同。其他的构成要素与第一实施方式的摄像装置101同样，因此，以下对于分光部12A和分光部12B详细地加以说明。
[0078]如图15所示，例如，分光部12A，与第一实施方式一样，以衍射红色的波长范围的光的方式而设计。另外，分光部12B，以衍射蓝色的波长范围的光的方式而设计。如图15所不，分光部12A配置在光检测部15b上,分光部12B配置在光检测部15a上。
[0079]在分光部12A和分光部12B中，为了衍射互不相同的波长范围的光,在分光部12A内透过的光和在透明层11的与分光部12A邻接的部分透过的光形成的光程差h、和在分光部12B内透过的光和在透明层11的与分光部12B邻接的部分透过的光形成的光程差h’不同。例如，分光部12A和分光部12B的折射率，分别比透明层11的折射率大，并且互不相同。或者，分光部12A和分光部12B在z方向的长度zl2(图2)互不相同。更具体来说，例如，关于分光部12A的光程差h，是红色光的波长(波长700nm)的半整数倍(0.5、1.5…)，关于分光部12B的光程差h’，是蓝色光的波长(波长4500nm)的半整数倍(0.5、1.5…)。
[0080]因此，在位于分光部12A的下方的光检测部15b入射青色的光，在与之邻接的光检测部15a入射红色的光。另外，在位于分光部12B的下方的光检测部15b入射黄色的光，在与之邻接的光检测部15a入射蓝色的光。因此，在图16中由虚线所包围的4个光检测部，将红、青、蓝、黄色这4色加以分离而进行检测。由这4色生成例如红、蓝、绿的图像信号的方法，例如，公开在专利文献2中。由此，使用摄像装置102可以得到全彩色图像。
[0081]与第一实施方式同样，在规定的方向上邻接的两个分光部12A、12B的间隔，周边侧的一方比摄像面的中央侧小。由此，如第一实施方式所说明的，能够抑制拍摄的图像的周边部的色斑和亮度不均。
[0082]还有，使分光部12A、12B的配置位置从光检测部15b的中心15C移动的最佳的移动量，严格地说在分光部12A和分光部12B有所不同。因此，也可以使入射角所对应的分光部12A的移动量和分光部12B的移动量不同。或者，与第一实施方式同样，也可以不区别分光部12A分光部12B,而基于入射角度使分光部的位置移动。
[0083]另外，在本实施方式中，分光部12按在X方向和y方向排列的多个光检测部15的每隔一个排列，但也可以在全部的光检测部15上排列分光部12，并且各个分光部12以使红、蓝以外的波长范围的光衍射的方式设计。
[0084]还有，在第一和第二实施方式中，作为分离的颜色而例示可视光，但也可以由分光部将紫外线和红外线等可视光以外的波长范围的光线分离。
[0085]另外，第一实施方式的分光部12的配置和第二实施方式的分光部12A和分光部12B的配置不限于图示的例子。
[0086]另外，第一实施方式的分光部12和第二实施方式的分光部12A、12B在xy平面中的排列的方向也可以不同。具体来说，在第一实施方式中，全部的分光部12，y方向的厚度比X方向大，与yz平面平行地配置。但是，例如，在X方向或y方向上邻接的两个分光部12中，也可以一方与Xz平面平行，另一方与yz平面平行地配置。或者遵循其他的规则，分光部12的配置方向不同也可。
[0087]同样在第二实施方式中，分光部12A和分光部12B的配置方向也可以不同，分光部12A之中的一部分沿着与其他不同的方向配置，分光部12B之中的一部分沿着与其他不同的方向配置。
[0088]分光部的配置的方向，依存于使所分离的色入射到哪个光检测部。另一方面，不论分光部的配置方向，随着从摄像面的 中心朝向外侧，入射到分光部的光的角度都发生变化，产生上述课题。因此，即使在使分光部的一部分的配置方向不同时，如上述，通过使分光部的间隔不同，也能够抑制色斑和亮度不均等。
[0089]【产业上的可利用性】
[0090]本发明的一个形态的摄像装置，在使用数字照相机、移动电话等的智能手机用照相机、数字电影摄像机、使用其他摄像传感器的照相机的【技术领域】特别有用。
[0091]【符号说明】
[0092]10摄像元件
[0093]11透明层
[0094]12,12AU2B 分光部
[0095]13 O级衍射光
[0096]14 ± I级衍射光
[0097]15a、15b 光检测部
[0098]20摄像面
[0099]16 透镜
【权利要求】
1.一种摄像装置，其特征在于， 具备多个光检测部、透明层、多个分光部， 并且，所述多个光检测部具有光接收面，且沿着第一方向和与所述第一方向不同的第二方向被二维排列，所述多个光检测部的光接收面构成摄像面； 所述透明层具有入射面和出射面，且以所述出射面与所述摄像面对置的方式配置；所述多个分光部具有比所述透明层的折射率大的折射率，且在所述透明层内在与所述摄像面平行的排列面被二维排列， 将在各分光部和与所述各分光部邻接的所述透明层的部分所透过的光形成的O级衍射光和±1级衍射光，分别入射到所述多个光检测部之中不同的光检测部， 在规定的方向邻接的两个分光部的间隔，所述摄像面的周边侧的一方比中央侧小。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中， 所述多个分光部分别在所述透明层内具有:在所述入射面和所述出射面对置的方向上具有纵向长度的柱状形状或板状形状。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，其中， 所述多个分光部沿着所述第一方向和第二方向被二维配置， 所述各分光部具有在所述第二方向比所述第一方向大的厚度。
4.根据权利要求3所述的摄像装置，其中， 在所述第一方向上邻接的两个分光部的间隔，所述摄像面的周边侧的一方比中央侧小。
5.根据权利要求4所述的摄像装置，其中， 在所述第二方向上邻接的两个分光部的间隔，所述摄像面的周边侧的一方比中央侧小。
6.根据权利要求3所述的摄像装置，其中， 在以所述摄像面的中央为中心的圆的半径方向上邻接的两个分光部的间隔，所述摄像面的周边侧的一方比中央侧小。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的摄像装置，其中， 从所述入射面入射、且在所述各光检测部在所述光接收面的中央所入射的光线，比所述各光检测部所对应的分光部的在所述入射面与所述出射面对置的方向上的中央更靠光检测部侧通过。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的摄像装置，其中， 所述多个分光部包含多个第一种分光部和多个第二种分光部，所述多个第一种分光部和所述多个第二种分光部使互不相同的波长范围的光衍射。
【文档编号】H01L27/14GK103477436SQ201280015736
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年12月18日 优先权日:2011年12月19日
【发明者】中村达也, 西胁青儿, 若林信一, 铃木正明 申请人:松下电器产业株式会社