专利名称：固体拍摄装置以及照相机模块的制作方法
技术领域：
本实施方式一般涉及固体拍摄装置以及照相机模块。
背景技术：
以往，在照相机模块中，设置有用于使可见光透射而除去红外光的红外光(IR)截止滤光器。通常，图像传感器的像素单元中所使用的光电转换元件的感光度一直到近红外波长区域。照相机模块通过利用IR截止滤光器将近红外光除去，能够抑制色再现性的劣化。对于在每个像素单元分担检测各色光例如R (红)、G (绿)以及B (蓝)的信号等级的像素阵列，以往，IR截止滤光器的波长特性对于全部像素阵列被设为一定。在将IR截止滤光器的透射波长区域的上限设定为短波长侧时，关于短波长侧的色光，不能除去截止的光减少，能够抑制由不需要吸收成分引起的色再现性的劣化，与此相对，关于长波长侧的色光的感光度下降。在将IR截止滤光器的透射波长区域的上限设定为长波长侧时，关于长波长侧的色光的感光度大幅度增加，与此相对，关于短波长侧的色光，会导致由不需要吸收成分的增加引起的色再现性的劣化。
发明内容
本发明要解决的课题是提供能够抑制色再现性的下降的固体拍摄装置以及照相机丰吴块。实施方式的固体拍摄装置具有像素阵列，其中具备光电转换元件的多个像素单元配置为阵列状，按每个所述像素单元分担检测各色光的信号等级；以及红外光除去部，其从向所述光电转换元件行进的光中除去红外光；其中，所述红外光除去部按每个所述像素单元而设置，被设定与作为所述像素单元的检测对象的色光相应的选择波长。其他的实施方式的照相机模块具有透镜单元，其获取来自被拍摄体的光，使被拍摄体像成像；以及固体拍摄装置，其对所述被拍摄体像进行拍摄；其中，所述固体拍摄装置具有像素阵列，其中具备光电转换元件的多个像素单元配置为阵列状，按每个所述像素单元分担检测各色光的信号等级；以及红外光除去部，其从向所述光电转换元件行进的光中除去红外光；所述红外光除去部按每个所述像素单元而设置，被设定与作为所述像素单元的检测对象的色光相应的选择波长。根据上述结构的固体拍摄装置以及照相机模块，能够抑制色再现性的下降。
图I是表示作为第I实施方式的固体拍摄装置的图像传感器的概略结构的示意图。图2是表示具备图I所示的图像传感器的照相机模块的概略结构的框图。图3是表示作为具备图2所示的照相机模块的电子设备的数字照相机的结构的框图。图4是表示DSP的结构的框图。图5是对滤色器以及IR截止滤光器的分光特性进行说明的图。
图6是表示作为第2实施方式的固体拍摄装置的图像传感器的概略结构的示意图。图7是光子滤色器的剖面示意图。图8是对作为第3实施方式的固体拍摄装置的图像传感器中的像素单元的排列进行说明的图。图9是对拜耳排列进行说明的图。图10是对各像素单元中的分光特性进行说明的图。图11是表示在不足色成分的信号值的生成中参照已得色成分的信号值的像素的例子的图。图12是第4实施方式的照相机模块的立体概略图。图13是图像传感器的俯视示意图。图14是对作为第5实施方式的固体拍摄装置的图像传感器中的像素单元的排列进行说明的图。图15是对各像素单元中的分光特性进行说明的图。图16是表示在不足色成分的信号值的生成中参照已得色成分的信号值的像素的例子的图。图17是第5实施方式的变形例的照相机模块的立体概略图。图18是图像传感器的俯视示意图。
具体实施例方式根据实施方式，固体拍摄装置具有像素阵列以及红外光除去部。像素阵列其多个像素单元配置为阵列状。像素单元具备光电转换元件。像素阵列按每个像素单元分担检测各色光的信号等级。红外光除去部从向光电转换元件行进的光中除去红外光。红外光除去部按每个像素单元而设置。红外光除去部被设定与作为像素单元的检测对象的色光相应的选择波长。下面参照附图，对实施方式的固体拍摄装置以及照相机模块进行详细说明。另外，本发明并不限定于这些实施方式。图I是表示作为第I实施方式的固体拍摄装置的图像传感器的概略结构的示意图。图2是表示具备图I所示的图像传感器的照相机模块的概略结构的框图。图3是表示作为具备图2所示的照相机模块的电子设备的数字照相机的结构的框图。数字照相机I具有照相机模块2、存储部3以及显示部4。照相机模块2对被拍摄体像进行拍摄。存储部3对由照相机模块2拍摄的图像进行存储。显示部4对由照相机模块2拍摄的图像进行显示。显示部4为例如液晶显示器。照相机模块2通过被拍摄体像的拍摄，向存储部3以及显示部4输出图像信号。存储部3根据用户的操作等，向显示部4输出图像信号。显示部4根据从照相机模块2或者存储部3输入的图像信号，显示图像。应用了照相机模块2的电子设备也可以是数字照相机I以外的设备，例如带照相机的便携终端等。照相机模块2具有透镜单元11、图像传感器12、模拟数字转换器(analog todigital converter ；ADC) 13 以及数字信号处理器(digital signa l processor ；DSP) 14。透镜单元11获取来自被拍摄体的光，通过图像传感器12对被拍摄体像进行成像。图像传感器12将由透镜单元11获取的光转换成信号电荷，对被拍摄体像进行拍摄。图像传感器12具有配置成阵列状的多个像素单元21。图I表示一个像素单元21和层叠于该像素单元21的要素的剖面结构。像素单元21具备光电转换元件23与检测部(图示省略)。光电转换元件23通过形成于半导体基板22的表面的杂质扩散区域的一部分构成。光电转换元件23产生与入射光量相应的电荷。检测部将来自光电转换兀件23的信号电荷转换为电压。像素阵列根据预定的色排列例如拜耳排列，排列有各色光用的像素单元21。在像素单元21之上，隔着保护层28层叠有布线部24、滤色器25、IR截止滤光器26以及微透镜27。布线部24用于来自像素单元21的电荷的传送和/或遮光。滤色器25以及IR截止滤光器26配置于微透镜27与光电转换元件23之间的光路中。滤色器25与作为像素单元21的检测对象的色光相对应地按每个像素单元21设置。滤色器25选择性地使向光电转换元件23行进的光中作为像素单元21的检测对象的色光透射。设置于检测R光的像素单元21的滤色器25使R光透射，遮挡G光以及B光。设置于检测G光的像素单元21的滤色器25使G光透射，遮挡R光以及B光。设置于检测B光的像素单元21的滤色器25使B光透射，遮挡R光以及G光。IR截止滤光器26按每个像素单兀21设置。IR截止滤光器26从向光电转换兀件23行进的光中除去红外光。微透镜27按每个像素单元21设置。微透镜27将向光电转换元件23行进的光会聚。滤色器25以及IR截止滤光器26也可以设为一体。图像传感器12以与拜耳排列相对应的顺序获取R、G以及B的信号值，由此生成模拟图像信号。ADC13将来自图像传感器12的图像信号从模拟方式向数字方式转换。DSP14对来自ADC13的数字图像信号实施各种图像处理。照相机模块2通过在图像传感器12内的微透镜27与光电转换元件23之间的光路中配置IR截止滤光器26，与例如在透镜单元11中设置IR截止滤光器26的情况相比，能够将透镜单元11设为简单的结构。另外，IR截止滤光器26也可以在图像传感器12内相对于微透镜27配置于透镜单元IU则。图4是表示DSP的结构的框图。DSP14具有去马赛克(demosaic)部31、自动曝光(auto exposure ；AE)部 32、自动白平衡(auto white balance ；AWB)部 33、彩色矩阵部 34、伽马校正部35以及YUV转换部36。去马赛克部31通过以拜耳排列的顺序传递过来的数字图像信号的插补处理(去马赛克处理)，生成RGB的信号(感光度信号)。AE部32实施RGB的感光度信号的AE调整。AWB部33实施RGB的感光度信号的AWB调整。彩色矩阵部34对于RGB的感光度信号实施用于得到色再现性的彩色矩阵运算处理(色再现性处理)。伽马校正部35对于RGB的感光度信号实施用于对图像的灰度进行校正的伽马校正。YUV转换部36通过从RGB的感光度信号生成亮度(Y)信号以及色差(UV)信号，将图像信号从RGB形式向YUV形式(例如，YUV422等)转换。IR截止滤光器26设为例如将折射率互不相同的层周期性层叠而成的光子滤色器。IR截止滤光器26例如使层叠结构中的至少一层的厚度按每种色光不同。IR截止滤光器26根据作为像素单元21的检测对象的色光而在选择性地透射的波长上设有差异。
IR截止滤光器26通过将无机材料例如SiO2和/或TiO2层叠而构成。IR截止滤光器26通过例如溅射、真空蒸镀等真空成膜法而制造。通过使用无机材料，能够形成按每个像素单元21在波长特性上具有差异的IR截止滤光器26。图5是对滤色器以及IR截止滤光器的分光特性进行说明的图。在图5中，纵轴设为分光透射率，横轴设为波长。说明中的波长都是作为例子而表示的，能够适宜变更。B光用的滤色器25的分光透射率在450nm附近成为最大。分光透射率随着从450nm附近起波长变长而逐渐下降。分光透射率随着从570nm附近起波长变长而如图中虚线所示那样能够看见稍微的上升。G光用的滤色器25的分光透射率在540nm附近成为最大。分光透射率随着从540nm附近起波长变长而逐渐下降。分光透射率随着从640nm附近起波长变长而如图中虚线所示那样能够看见稍微的上升。R光用的滤色器25的分光透射率在630nm附近成为最大。分光透射率随着从630nm附近起波长变长而逐渐下降。分光透射率随着从660nm附近起波长变长而如图中虚线所示那样能够看见稍微的上升。图像传感器12，由于通过各滤色器25不能除去的光成为不需要吸收成分，与作为原本的检测对象的色光一起获取到像素单元21，所以会产生色再现性的劣化。IR截止滤光器26具备下述的波长特性与滤色器25的分光透射率对于作为像素单元21的检测对象的色光成为最大的波长相比，在长波长侧的范围内，遮挡滤色器25的分光透射率随着波长变长而上升的波长区域的光。与将B光设为检测对象的像素单元21相对应的IR截止滤光器26，其波长特性设定为遮挡与570nm附近相比长波长侧的光。通过将该IR截止滤光器26组合于B光用的滤色器25，在与570nm附近相比长波长侧，如图中实线所示，使分光透射率逐渐衰减。与将G光设为检测对象的像素单元21相对应的IR截止滤光器26，其波长特性设定为遮挡与640nm附近相比长波长侧的光。通过将该IR截止滤光器26组合于G光用的滤色器25，在与640nm附近相比长波长侧，如图中实线所示，使分光透射率逐渐衰减。与将R光设为检测对象的像素单元21相对应的IR截止滤光器26，其波长特性设定为遮挡与660nm附近相比长波长侧的光。通过将该IR截止滤光器26组合于R光用的滤色器25，在与660nm附近相比长波长侧，如图中实线所示，使分光透射率逐渐衰减。这样，IR截止滤光器26被设定与作为像素单元21的检测对象的色光相应的选择波长。通过应用与色光相应地在选择波长上设有差异的IR截止滤光器26，与使用对于图像传感器12整体将波长特性设为一样的现有的滤光器的情况相比，图像传感器12能够有效除去像素单元21中的不需要吸收成分。由此，图像传感器12能够抑制色再现性的劣化。照相机模块2通过设为能够减少不需要吸收成分，能够减小彩色矩阵部34的彩色矩阵运算的系数。照相机模块2通过减小彩色矩阵运算的系数，能够减小增益，能够得到降低了噪音的图像。图像传感器12并不限定于对于全部的色光使IR截止滤光器26的选择波长互不相同。图像传感器12只要至少与一种色光相对应的IR截止滤光器26与对应于其他的色光的IR截止滤光器26在选择波长上设有差异即可。例如，将G光设为检测对象的像素单元21上的IR截止滤光器26与将B光设为检测对象的像素单元21上的IR截止滤光器26也可以将透射波长区域的上限设为共同波长 例如620nm附近等。将R光设为检测对象的像素单元21，与将其他的色光设为检测对象的像素单元21相比，有时能够减少不需要吸收成分。因此，将R光设为检测对象的像素单元21上的IR截止滤光器26也可以将透射波长区域的上限设为例如与可见光区域相比长波长侧。图6是表示作为第2实施方式的固体拍摄装置的图像传感器的概略结构的示意图。本实施方式的图像传感器40应用于照相机模块2 (参照图2)。对于与第I实施方式相同的部分付与相同的符号，并省略重复的说明。图像传感器40具有配置成阵列状的多个像素单元21。图6示出一个像素单元21和层叠于该像素单元21的要素的剖面结构。图像传感器40具有配置于微透镜27与光电转换元件23之间的光路中的光子滤色器41。光子滤色器41按每个像素单元21与作为像素单元21的检测对象的色光相对应地设置。光子滤色器41选择性地使向光电转换元件23行进的光中作为像素单元21的检测对象的色光透射，并且将红外光除去。光子滤色器41代替第I实施方式中的滤色器25以及IR截止滤光器26 (参照图I)而设置。光子滤色器41兼具滤色器25以及IR截止滤光器26的功能。光子滤色器41相当于将滤色器25以及IR截止滤光器26设为一体而成的部件。另外，光子滤色器41也可以与微透镜27设为一体。图7是光子滤色器的剖面示意图。光子滤色器41呈将折射率互不相同的层周期性层叠而成的层叠结构。光子滤色器41具备将高折射率层42与低折射率层43两种电介质层交替层叠而成的结构。光子滤色器41使高折射率层42以及低折射率层43中至少某一个的厚度按每种色光不同。光子滤色器41与作为像素单元21的检测对象的色光相应，在选择性地透射的光的波长上设有差异。高折射率层42由无机材料例如TiO2构成。低折射率层43由无机材料例如SiO2构成。光子滤色器41通过例如溅射、真空蒸镀等真空成膜法而制造。通过使用无机材料，能够形成按每个像素单元21在波长特性上具有差异的光子滤色器41。第2实施方式的图像传感器40与第I实施方式同样，通过设为能够有效除去像素单元21中的不需要吸收成分，能够抑制色再现性的劣化。照相机模块2通过在图像传感器40内的微透镜27与光电转换元件23之间的光路中配置光子滤色器41，与例如在透镜单元11中设置IR截止滤光器的情况相比，能够将透镜单元11设为简单的结构。图像传感器40通过应用兼具滤色器25的功能和IR截止滤光器26的功能的光子滤色器41，能够减少部件个数，能够设为简单的结构。图8是对作为第3实施方式的固体拍摄装置的图像传感器中的像素单元的排列进行说明的图。本实施方式的图像传感器应用于照相机模块2 (参照图2)。图9是对拜耳排列进行说明的图。在图9所示的拜耳排列中，在2行2列的像素块中的对角配置R用像素以及B用像素，在剩下的对角配置2个G用像素。如图8所示，第3实施方式的图像传感器呈在构成拜耳排列的2行2列的像素块 中将2个G用像素中的一个置换为红外(IR)用像素的结构。本实施方式的图像传感器将4个像素设为I组，除了 RGB这3色信息以外还获取红外光的信息。照相机模块2能够进行利用红外光的信息的图像处理。图像传感器具备检测R光的R用像素单元、检测G光的G用像素单元、检测B光的B用像素单元和检测红外光的IR用像素单元。R用像素单元、G用像素单元、B用像素单元是分担检测作为可见光的RGB的信号等级的可见光用像素单元。在第3实施方式中，可见光用像素单元与例如第I实施方式的各色光用像素单元同样地构成。IR用像素单元设置有IR透射滤光器而代替各色光用像素单元中的滤色器25以及IR截止滤光器26 (参照图I)。IR透射滤光器使红外光透射，遮挡R、G、B各色光。IR透射滤光器与例如可见光用像素单元的IR截止滤光器26同样，设为光子滤色器。IR透射滤光器呈将无机材料例如SiO2和/或打02层叠而成的层叠结构。构成IR透射滤光器的各层构成为具有能够选择性地使红外光透射的厚度。IR透射滤光器通过例如溅射、真空蒸镀等真空成膜法而制造。另外，在第3实施方式中，可见光用像素单元也可以与第2实施方式的各色光用像素单元同样，设为具备光子滤色器41 (参照图6)的结构。图10是对各像素单元中的分光特性进行说明的图。说明中的波长都是作为例子而表示的，能够适宜变更。对于可见光用像素单元，表示由滤色器25以及IR截止滤光器26的组合产生的分光特性或者由光子滤色器41产生的分光特性。对于IR用像素单元，表示IR透射滤光器的分光特性。在可见光用像素单元中，滤色器25以及IR截止滤光器26或者光子滤色器41具备遮挡IR透射滤光器要进行透射的波长区域的光的波长特性。在B用像素单元中，与第I实施方式同样，随着从570nm附近起波长变长，如图中实线所示，使分光透射率逐渐衰减。进而，在B用像素单元中具有能够将与670nm到730nm中的任意一个(例如730nm)相比长波长的光完全截断的特性。在G用像素单元中，与第I实施方式同样，随着从640nm附近起波长变长，如图中实线所示，使分光透射率逐渐衰减。进而，在G用像素单元中，与B用像素单元同样，具有能够将与670nm到730nm中的任意一个(例如730nm)相比长波长的光完全截断的特性。在R用像素单元中，与第I实施方式同样，随着从660nm附近起波长变长，如图中实线所示，使分光透射率逐渐衰减。进而，在R用像素单元中，与B用像素单元以及G用像素单元同样，具有能够将与670nm到730nm中的任意一个(例如730nm)相比长波长的光完全截断的特性。
IR用像素单元的IR透射滤光器具有使具有730nm以上的波长的光透射的特性。IR透射滤光器的分光透射率在800nm附近成为最大。图像传感器在像素阵列内配置IR用像素单元。图像传感器在可见光用像素单元中将在IR用像素单元中设为检测对象的波长的光截断。图像传感器能够通过可见光用像素单元获取作为可见光的各色光的信息，并且通过IR用像素单元获取红外光的信息。图11是表示在不足色成分的信号值的生成中参照已得色成分的信号值的像素的例子的图。去马赛克部31 (参照图4)通过每个像素的已得色成分的信号值的插补处理，生成每个像素的不足色成分的信号值。去马赛克部31对于IR用像素计算作为不足色成分的R、G以及B的各信号值。去马赛克部31在不足色成分的信号值的生成中，参照例如3行3列的像素块所含 的9个像素的信号值。去马赛克部31通过例如下面所示的各式，计算IR用像素中的不足色成分的各信号值。(R 的信号值)=(Rl+R2)/2(G 的信号值)=(Gl+G2+G3+G4)/4(B 的信号值)=(B1+B2)/2另外，各式中，“R1”以及“R2”项分别设为像素块所含的2个R用像素所检测出的R成分的信号值。“G1”、“G2”、“G3”以及“G4”项分别设为像素块所含的4个G用像素所检测出的G成分的信号值。“BI”以及“B2”项分别设为像素块所含的2个B用像素所检测出的B成分的信号值。在DSP14(参照图4)中，AE部32实施将可见光成分设为对象的AE调整。AWB部33实施将可见光成分设为对象的AWB调整。另外，去马赛克部31并不限定于实施由在第3实施方式中说明的方法实现的去马赛克处理的情况，而也可以通过任意的方法实施去马赛克处理。去马赛克处理也可以适宜变更，以提高例如色再现性、信号噪声比(SN比)以及分辨率等。照相机模块2通过应用第3实施方式的图像传感器，无需另外增加用于红外光的检测的专用的图像传感器，能够与各色光的信息一同得到红外光的信息。照相机模块与通常的拜耳排列的情况相比较，所进行检测的色信息减少将一部分G用像素置换为IR像素的量，但反之能够增加使用红外光的信息的功能。照相机模块2通过使用例如红外光的亮度信息，能够进行低照度环境下的高感光度的图像拍摄。照相机模块2也可以将第3实施方式的图像传感器与红外光源组合，构成所谓的姿势识别系统。姿势识别系统通过检测由物体反射的红外光而识别物体的移动。第3实施方式的图像传感器对于可见光用像素单元，与第I实施方式同样能够有效除去不需要吸收成分，由此能够抑制色再现性的劣化。图12是第4实施方式的照相机模块的立体概略图。本实施方式的照相机模块50应用于数字照相机I (参照图3)等电子设备。照相机模块50具有图像传感器51与4个拍摄透镜53。各拍摄透镜53构成2行2列的小透镜(Ienslet)。各拍摄透镜53构成从被拍摄体获取光的透镜单元。图13是图像传感器的俯视示意图。图像传感器51具有R用像素阵列52R、B用像素阵列52B、G用像素阵列52G以及IR用像素阵列52IR。另外，各像素阵列52R、52B、52G以及52IR仅图示受光面，省略了其他结构的图示。
R用像素阵列52R、B用像素阵列52B以及G用像素阵列52G是每种色光的像素阵列。R用像素阵列52R、B用像素阵列52B以及G用像素阵列52G是按每种色成分配置有可见光用像素单元的各色用像素阵列。IR用像素阵列52IR是配置有红外光用像素单元的像素阵列。R用像素阵列52R的R用像素单元配置成阵列状。B用像素阵列52B的B用像素单元配置成阵列状。G用像素阵列52G的G用像素单元配置成阵列状。IR用像素阵列52IR将IR用像素单元配置成阵列状。作为可见光用像素单元的R用像素单元、G用像素单元以及B用像素单元与第3实施方式的各色光用像素单元 同样地构成。IR用像素单元与第3实施方式的IR用像素单元同样地构成。在图像传感器51中，R用像素阵列52R、B用像素阵列52B、G用像素阵列52G以及IR用像素阵列52IR形成2行2列的矩阵。拍摄透镜53分别与R用像素阵列52R、B用像素阵列52B、G用像素阵列52G以及IR用像素阵列52IR的各个相对应地设置。照相机模块50根据通过各色用像素阵列52R、52B以及52G获取的各信号值，能够不经过去马赛克处理而合成包含RGB各色成分的彩色图像。照相机模块50在彩色图像的合成后，与第I实施方式同样，实施彩色矩阵运算处理、白平衡调整以及伽马校正。另外，照相机模块50能够通过IR用像素阵列52IR得到红外光的信息。照相机模块50通过应用第4实施方式的图像传感器51，与第3实施方式同样，无需另外增加用于红外光的检测的专用的图像传感器，能够与各色光的信息一同得到红外光的信息。第4实施方式的图像传感器51对于可见光用像素单兀,与第I实施方式同样能够有效除去不需要吸收成分，由此能够抑制色再现性的劣化。图像传感器51通过设置每种色成分的像素阵列和与红外成分有关的像素阵列，能够避免由各色成分以及红外成分的光的泄漏引起的像素单元间的串扰。图像传感器51通过串扰的抑制，能够大幅度提高色再现性和/或感光度。另外，图像传感器51能够使用根据作为检测对象的光的波长区域而将设计最优化的拍摄透镜53，由此能够大幅度减轻轴向色象差。图14是对作为第5实施方式的固体拍摄装置的图像传感器中的像素单元的排列进行说明的图。本实施方式的图像传感器应用于照相机模块2 (参照图2)。第5实施方式的图像传感器形成下述结构将构成拜耳排列的2行2列的像素块中2个G用像素中的一个置换为紫外(UV)用像素。本实施方式的图像传感器将4个像素设为I组，除了 RGB这3色信息以外还获取紫外光的信息。照相机模块2能够进行利用紫外光的信息的图像处理。图像传感器具备检测R光的R用像素单元、检测G光的G用像素单元、检测B光的B用像素单元和检测紫外光的UV用像素单元。R用像素单元、G用像素单元、B用像素单元是分担检测作为可见光的RGB的信号等级的可见光用像素单元。在第5实施方式中，可见光用像素单元与例如第I实施方式的各色光用像素单元同样地构成。UV用像素单元设置有UV透射滤光器而代替各色光用像素单元中的滤色器25以及IR截止滤光器26 (参照图I)。UV透射滤光器使紫外光透射，遮挡R、G、B各色光。UV透射滤光器设为例如光子滤色器。UV透射滤光器呈将无机材料例如SiO2和/或TiO2层叠而成的层叠结构。构成UV透射滤光器的各层构成为具有能够选择性地使紫外光透射的厚度。 UV透射滤光器通过例如溅射、真空蒸镀等真空成膜法而制造。另外，在第5实施方式中，可见光用像素单元也可以与第2实施方式的各色光用像素单元同样，设为具备光子滤色器41 (参照图6)的结构。图15是对各像素单元中的分光特性进行说明的图。说明中的波长都是作为例子而表示的，能够适宜变更。对于可见光用像素单元，表示由滤色器25以及IR截止滤光器26的组合产生的分光特性或者由光子滤色器41产生的分光特性。对于UV用像素单元，表示UV透射滤光器的分光特性。在可见光用像素单元中，滤色器25以及IR截止滤光器26或者光子滤色器41具备遮挡UV透射滤光器要进行透射的波长区域的光的波长特性。在B用像素单元中，与第I实施方式同样，随着从570nm附近起波长变长，使分光透射率逐渐衰减。进而，在B用像素单元中，随着从430nm附近起波长变短，如图中实线所示，使分光透射率逐渐衰减。另外，图中，连续表示与B有关的分光特性的虚线是表示以往所知的B光用的滤色器的分光特性的例子的线。在G用像素单元中，与第I实施方式同样，随着从640nm附近起波长变长，使分光透射率逐渐衰减。进而，在G用像素单元中，随着从430nm附近起波长变短，如图中实线所示，使分光透射率逐渐衰减。另外，图中，连续表示与G有关的分光特性的虚线是表示以往所知的G光用的滤色器的分光特性的例子的线。在R用像素单元中，与第I实施方式同样，随着从660nm附近起波长变长，使分光透射率逐渐衰减。进而，在R用像素单元中，随着从5IOnm附近起波长变短，如图中实线所示，使分光透射率逐渐衰减。另外，图中，连续表示与R有关的分光特性的虚线是表示以往 所知的R光用的滤色器的分光特性的例子的线。UV用像素单元的UV透射滤光器具有使具有5IOnm以下的波长的光透射的特性。UV透射滤光器的分光透射率在400nm附近成为最大。图像传感器在像素阵列内配置UV用像素单元。图像传感器在可见光用像素单元中将在UV用像素单元中设为检测对象的波长的光截断。图像传感器NG通过可见光用像素单元获取作为可见光的各色光的信息，并且通过UV用像素单元获取紫外光的信息。图16是表示在不足色成分的信号值的生成中参照已得色成分的信号值的像素的例子的图。去马赛克部31 (参照图4)通过每个像素的已得色成分的信号值的插补处理，生成每个像素的不足色成分的信号值。去马赛克部31对于UV用像素计算作为不足色成分的R、G以及B的各信号值。去马赛克部31在不足色成分的信号值的生成中，参照例如3行3列的像素块所含的9个像素的信号值。去马赛克部31通过例如下面所示的各式，计算UV用像素中的不足色成分的各信号值。(R 的信号值)=(Rl+R2)/2(G 的信号值)=(G1+G2+G3+G4) /4(B 的信号值)=(Bl+B2)/2另外，各式中，“R1”以及“R2”项分别设为像素块所含的2个R用像素所检测出的R成分的信号值。“G1”、“G2”、“G3”以及“G4”项分别设为像素块所含的4个G用像素所检测出的G成分的信号值。“BI”以及“B2”项分别设为像素块所含的2个B用像素所检测出的B成分的信号值。在DSP14(参照图4)中，AE部32实施将可见光成分设为对象的AE调整。AWB部33实施将可见光成分设为对象的AWB调整。另外，去马赛克部31并不限定于实施由在第5实施方式中说明的方法实现的去马赛克处理的情况，而也可以通过任意的方法实施去马赛克处理。去马赛克处理也可以适宜变更，以提高例如色再现性、SN比以及分辨率等。照相机模块2通过应用第5实施方式的图像传感器，无需另外增加用于紫外光的检测的专用的图像传感器，能够与各色光的信息一同得到紫外光的信息。照相机模块2与应用通常的拜耳排列的情况相比较，所进行检测的色信息减少将一部分G用像素置换为UV像素的量，但反之能够增加使用紫外光的信息的功能。照相机模块2为了得到例如较宽泛的景深，也可以在接近距离的被拍摄体的拍 摄中利用紫外光的信息。以往，为了得到较宽泛的景深，有时使用EDoF (extended depthfield,扩展景深)用的固定焦点透镜。越是长波长的成分，调制传递函数(modulationtransfer function ；MTF)的峰值越位于远距离侧。在接近距离,在RGB各色光中R光距MTF的峰值较远，所以R成分容易产生模糊。另外，在从远距离到无限远，在RGB各色光中B光距MTF的峰值较远，所以B成分容易产生模糊。EDoF固定焦点照相机通过确保较宽泛的景深，与自动对焦照相机相比MTF的峰值较低。EDoF固定焦点照相机按MTF的峰值低的量相对强地实施轮廓强调。接近距离下的R成分的模糊和/或从远距离到无限远下的B成分的模糊会因轮廓强调而增强，可能成为使画质劣化的主要原因。照相机模块2通过在接近摄影时使用紫外光的信息，能够消除对于RGB各色光在MTF的峰值上设置较大差异的必要。由此，照相机模块2通过确保较宽泛的景深，能够进行条形码读取和/或字符识别等接近拍摄和通常的拍摄，并且能够抑制画质的劣化。第5实施方式的图像传感器对于可见光用像素单兀,与第I实施方式同样能够有 效除去不需要吸收成分，由此能够抑制色再现性的劣化。图17是第5实施方式的变形例的照相机模块的立体概略图。本实施方式的照相机模块60应用于数字照相机I (参照图3)等电子设备。照相机模块60具有图像传感器61和4个拍摄透镜53。对于与第4实施方式相同的部分付与相同的符号，并省略重复的说明。图18是图像传感器的俯视示意图。图像传感器61具有R用像素阵列52R、B用像素阵列52B、G用像素阵列52G以及IR用像素阵列62UV。另外，各像素阵列52R、52B、52G以及62UV仅图示受光面，省略了其他结构的图示。UV用像素阵列62UV是配置有紫外光用像素单元的像素阵列。UV用像素阵列62UV的UV用像素单元配置成阵列状。在图像传感器61中，R用像素阵列52R、B用像素阵列52B、G用像素阵列52G以及UV用像素阵列62UV形成2行2列的矩阵。拍摄透镜53分别与R用像素阵列52R、B用像素阵列52B、G用像素阵列52G以及UV用像素阵列62UV的各个相对应地设置。照相机模块60能够通过UV用像素阵列62UV得到紫外光的信息。在本变形例的情况下，照相机模块60也能够确保较宽泛的景深，抑制画质劣化。图像传感器61与第4实施方式同样，通过串扰的抑制，能够提高色再现性、提高感光度，并且能够减轻轴向色象差。对于本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他的各种形态实施，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式和/或其变形包含于发 明的范围和/或主旨，并且包含于权利要求所记载的发明及其均等的范围。
权利要求
1.ー种固体拍摄装置，具有 像素阵列，其中具备光电转换元件的多个像素単元配置为阵列状，按每个所述像素单元分担检测各色光的信号等级；以及 红外光除去部，其从向所述光电转换元件行进的光中除去红外光； 其中，所述红外光除去部按每个所述像素単元而设置，被设定与作为所述像素単元的检测对象的色光相应的选择波长。
2.如权利要求I所述的固体拍摄装置，具有 滤色器，其按每个所述像素単元与作为所述像素単元的检测对象的色光相对应地设置，选择性地使向所述光电转换元件行进的光中作为所述检测对象的色光透射。
3.如权利要求2所述的固体拍摄装置，其中 所述红外光除去部具备下述波长特性与所述滤色器的分光透射率对于作为所述检测对象的色光成为最大的波长相比，在长波长侧的范围内，遮挡所述滤色器的分光透射率随着波长变长而上升的波长区域的光。
4.如权利要求2所述的固体拍摄装置，其中 所述红外光除去部与所述滤色器形成为一体。
5.如权利要求4所述的固体拍摄装置，具有 将所述红外光除去部以及所述滤色器设为一体而成的光子滤色器。
6.如权利要求I所述的固体拍摄装置，具有 将向所述光电转换元件行进的光会聚的微透镜； 其中，所述红外光除去部配置于所述微透镜与所述光电转换元件之间的光路中。
7.如权利要求I所述的固体拍摄装置，其中 所述红外光除去部使用无机材料构成。
8.如权利要求5所述的固体拍摄装置，其中 所述光子滤色器使用无机材料构成。
9.如权利要求I所述的固体拍摄装置，其中 所述像素阵列按照色排列而排列有各色光用的所述像素単元。
10.如权利要求I所述的固体拍摄装置，其中 所述多个像素単元包含分担检测作为可见光的各色光的信号等级的可见光用像素单元和检测红外光的红外光用像素単元； 所述红外光除去部按每个所述可见光用像素単元而设置，被设定与作为所述可见光用像素单元的检测对象的色光相应的选择波长。
11.如权利要求10所述的固体拍摄装置，具有 滤色器，其按每个所述可见光用像素単元与作为所述可见光用像素単元的检测对象的色光相对应地设置，选择性地使向所述光电转换元件行进的光中作为所述检测对象的色光透射；以及 红外透射滤光器，其设置于所述红外光用像素単元，选择性地使向所述光电转换元件行进的光中的所述红外光透射。
12.如权利要求11所述的固体拍摄装置，其中 所述红外光除去部以及所述滤色器具备遮挡所述红外透射滤光器进行透射的波长区域的光的波长特性。
13.如权利要求10所述的固体拍摄装置，具有 各色用像素阵列，其是所述可见光用像素単元按每种色成分而配置的、每种色光的所述像素阵列；以及 红外光用像素阵列，其是配置有所述红外光用像素単元的所述像素阵列。
14.如权利要求I所述的固体拍摄装置，其中 所述多个像素単元包含分担检测作为可见光的各色光的信号等级的可见光用像素单元和检测紫外光的紫外光用像素単元； 所述红外光除去部按每个所述可见光用像素単元而设置，被设定与作为所述可见光用像素单元的检测对象的色光相应的选择波长。
15.如权利要求14所述的固体拍摄装置，具有 滤色器，其按每个所述可见光用像素単元与作为所述可见光用像素単元的检测对象的色光相对应地设置，选择性地使向所述光电转换元件行进的光中作为所述检测对象的色光透射；以及 紫外透射滤光器，其设置于所述紫外光用像素単元，选择性地使向所述光电转换元件行进的光中的所述紫外光透射。
16.如权利要求15所述的固体拍摄装置，其中 所述红外光除去部以及所述滤色器具备遮挡所述紫外透射滤光器进行透射的波长区域的光的波长特性。
17.如权利要求14所述的固体拍摄装置，具有 各色用像素阵列，其是所述可见光用像素単元按每种色成分而配置的、每种色光的所述像素阵列；以及 紫外光用像素阵列，其是配置有所述紫外光用像素単元的所述像素阵列。
18.—种照相机模块,具有 透镜单元，其获取来自被拍摄体的光，使被拍摄体像成像；以及 固体拍摄装置，其对所述被拍摄体像进行拍摄； 其中，所述固体拍摄装置具有 像素阵列，其中具备光电转换元件的多个像素単元配置为阵列状，按每个所述像素单元分担检测各色光的信号等级；以及 红外光除去部，其从向所述光电转换元件行进的光中除去红外光； 所述红外光除去部按每个所述像素単元而设置，被设定与作为所述像素単元的检测对象的色光相应的选择波长。
19.如权利要求18所述的照相机模块，具有 各色用像素阵列，其是分担检测作为可见光的各色光的信号等级的所述像素单元即可见光用像素単元按每种色成分而配置的、每种色光的所述像素阵列；以及 红外光用像素阵列，其是配置有检测红外光的所述像素単元即红外光用像素単元的所述像素阵列； 其中，所述红外光除去部按每个所述可见光用像素単元而设置，被设定与作为所述可见光用像素単元的检测对象的色光相应的选择波长；所述透镜単元具备构成小透镜的多个拍摄透镜； 所述拍摄透镜与所述各色用像素阵列以及所述红外光用像素阵列的各个相对应地设置。
20.如权利要求18所述的照相机模块，具有 各色用像素阵列，其是分担检测作为可见光的各色光的信号等级的所述像素单元即可见光用像素単元按每种色成分而配置的、每种色光的所述像素阵列；以及 紫外光用像素阵列，其是配置有检测紫外光的所述像素单元即紫外光用像素単元的所述像素阵列； 其中，所述红外光除去部按每个所述可见光用像素単元而设置，被设定与作为所述可见光用像素単元的检测对象的色光相应的选择波长； 所述透镜単元具备构成小透镜的多个拍摄透镜； 所述拍摄透镜与所述各色用像素阵列以及所述紫外光用像素阵列的各个相对应地设置。
全文摘要
根据实施方式，固体拍摄装置具有像素阵列以及红外光除去部。像素阵列其多个像素单元配置为阵列状。像素阵列按每个像素单元分担检测各色光的信号等级。红外光除去部从向光电转换元件行进的光中除去红外光。红外光除去部按每个像素单元而设置。红外光除去部被设定与作为像素单元的检测对象的色光相应的选择波长。
文档编号H04N5/225GK102683363SQ201210055899
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月5日 优先权日2011年3月16日
发明者上野梨纱子, 小笠原隆行 申请人:株式会社 东芝