JP4740018B2 - 固体撮像装置、カメラおよび信号処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、固体撮像装置およびカメラに関する。

従来の固体撮像装置では、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対応する画素信号を得るために、カラーフィルタを通して所望の色の信号を得ている。固体撮像装置への入射光は、マイクロレンズ、カラーフィルタを介してフォトダイオードに入射する。カラーフィルタの配列は、例えばベイヤー配列などがある。

特許文献１には、高感度化および色分離特性を改良する固体撮像装置の従来技術が開示されている。

図２５は、上記従来技術における撮像素子を示す平面図である。図２６は図１のＡ−Ａ'線断面図である。

図２６において固体撮像装置は、半導体基板１の表面近傍に、赤色用フォトダイオード２、緑色用フォトダイオード３、青色用フォトダイオード４を有している。赤色用フォトダイオード２、緑色用フォトダイオード３、青色用フォトダイオード４は、例えばシリカガラス等からなる透明膜５で被覆されている。

透明膜５は、フォトダイオード２、３、４を覆う下面と反対側の上面が山型形状に形成されており、山型形状の上面のうち、同一方向に一定角度で傾斜する傾斜面にはフィルター６、７、８が形成され、フォトダイオード２〜４に対応した位置に配置されている。

フィルター６、７、８の傾斜角度は、フィルター６に上方より入射した光が図中右側の横方向に反射し、フィルター７又はフィルター８で反射してそれぞれフォトダイオード３又はフォトダイオード４に入射するように、可能な限り４５゜に近いことが望ましい。

フィルター６は赤色光Ｒを透過し、緑色光Ｇ及び青色光Ｂを反射する特性を有している。またフィルター７は青色光Ｂを透過し、緑色光Ｇを反射する特性を有している。またフィルター８はすべての光を反射する特性を有している。

フィルター６及び７は、一般にダイクロックフィルターと呼ばれる多層膜から構成され、通常は３板式ビデオカメラ、電子スチルカメラのダイクロックプリズムの表面に形成されているものと同一の構成のものである。またフィルター８は、全反射膜、例えばアルミなどの金属薄膜などから構成されている。

フィルター６〜８は、透明膜５と比較して低屈折率の透明膜９で被覆されており、透明膜９は透明膜１０で被覆されている。

透明膜１０のフィルター６に対応する箇所には、凹レンズ１１が設けられている。透明膜１０は遮光膜３５で被覆され、遮光膜３５のフィルター６に対応する箇所には開口部３６が設けられており、遮光膜３５の開口部３６及び凹レンズ１１を通してフィルター６にのみ光が入射し、それ以外のフィルター７、８には遮光膜３５によって不要な光が遮断されるようになっている。

遮光膜３５及び凹レンズ１１は透明膜１２で被覆され、透明膜１２のフィルター６に対応する箇所には、凸レンズ１３が設けられている。したがって、赤、緑、青の３画素のフォトダイオード２〜４に対して１組の凸レンズ１３及び凹レンズ１１よりなる集光装置を有している。

入射光は、凸レンズ１３と凹レンズ１１とにより集光されて、平行光線として初段のフィルター６に入射する。

フィルター６に入射した光のうち赤色光Ｒは、フィルター６を透過して赤色用フォトダイオード２に入射する。フィルター６に入射した光のうち、緑色光Ｇと青色光Ｂは、フィルター６で反射され、右方向、具体的にはフィルター７側に反射される。

緑色光Ｇと青色光Ｂはフィルター７に入射するが、緑色光Ｇはフィルター７の表面で反射して、緑色用フォトダイオード３に入射する。また青色光Ｂは、フィルター７を透過してフィルター８に入射し、フィルター８で反射されて青色用フォトダイオード４に入射する。

このように従来技術における固体撮像装置は、入射光をフィルター６、７、８で反射、透過することにより色分離して赤緑青に分光し、各フォトダイオード２、３、４に振り分けている。これにより、フィルター内で特定の光を熱変換して残りの光のみを通過させるフィルター構成と比較して、入射光がフォトダイオードまで達成する率が高くなり、感度を向上させている。
特開２０００−１５１９３３号公報

しかしながら、近年の固体撮像装置における画素セルの高密度化、微細化に伴って、さらに高感度化することが望まれている。例えば、上記従来技術では、入射光から原色を分離するため、原色を透過する際の損失とおよび反射による光の損失が生じる。例えば、図２６では、青色光Ｂはフィルタ６で反射、フィルタ７を透過、フィルタ８で反射されることにより、損失が生じる。

本発明は、高解像度化および高感度化に適した固体撮像装置およびカメラを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明の固体撮像装置は、二次元状に配列されたフォトダイオードと、隣り合う２つのフォトダイオードに対して１つずつ設けられ、光を集める複数の集光手段と、前記集光手段に対応して設けられ、前記集光手段から入射される光を、所定範囲内の波長を有する第１の光と所定範囲外の波長を有する第２の光の２つに分離する複数の分離手段とを備え、各分離手段は、前記集光手段から入射される光から、第１の光および第２の光の一方を選択的に透過し他方を反射し、透過した光を１つのフォトダイオードに入射する光選択手段と、前記光選択手段によって反射された光を他の１つのダイオードに向けて反射する光反射手段とを備える。この構成によれば、入射光を２つの光に分離し、分離された２つの光をそれぞれフォトダイオードに入射するので、分離の過程で光の損失が少なくなり、高感度化することができる。具体的には、第１の光と第２の光の一方は光選択手段における１回の透過でフォトダイオードに入射され、他方の光は、光選択手段および光反射手段における２回の反射でフォトダイオード入射されるので、光を３つに分離する場合と比べて、透過および反射による光の損失が少なくなるので感度を向上させることができる。また、顔料や染料を含有する吸収型のカラーフィルタと比べて光の損失を低減することができる。また、フォトダイオード２に対して１つの集光手段が設けられるので、より多くの光量を各フォトダイオードに集めることができる。

ここで、前記光反射手段は可視光のみを反射する構成としてもよい。また、前記固体撮像装置はさらに、赤外光を除去する除去手段を備え、前記分離手段は、赤外光除去後の光から、所定範囲内の波長を有する光とそれ以外の光とを分離する構成としてもよい。この構成によれば、可視光以外の不要な光（例えば赤外線）を除去するので、可視光に対する感度を向上させて高画質化することができる。

ここで、前記複数の分離手段は、第１タイプの分離手段および第２タイプの分離手段を含み、第１タイプの分離手段における第１の光は赤緑青のうちの何れかの原色を示す第１原色光であり、第２の光は第１原色光の補色を示す第１補色光であり、第２タイプの分離手段における第１の光は第１原色光とは異なる第２原色光であり、第２の光は第２原色光の補色を示す第２補色光であるように構成してもよい。ここで、前記第１原色光、第１補色光、第２原色光、第２補色光はそれぞれ、赤色光、シアン光、青色光、イエロー光であり、第１タイプの分離手段と第２タイプの分離手段はそれぞれ同一列または同一行に配列されるようにとしてもよい。この構成によれば、第１原色、第１の補色、第２の原色、第２の補色を利用するので、２組の原色と補色の組み合わせにより光の損失を最小限に抑えることができる。また、第１タイプおよび第２タイプの分離手段がそれぞれ同一行内又は同一列内に配列されるので、製造を容易にすることができる。

ここで、前記第１原色光、第１補色光、第２原色光、第２補色光はそれぞれ、赤色光、シアン光、緑色光、マゼンタ光であり、第１タイプの分離手段と第２タイプの分離手段はそれぞれ同一列または同一行に配列されるようにしてもよい。この構成によれば、青色光に対する光選択手段の透過特性（例えば半値幅）が他の色よりも劣る場合に、感度を向上させることができる。

ここで、前記固体撮像装置はさらに、フォトダイオードから得られる第１原色を示す信号、第１補色を示す信号、第２原色を示す信号および第２補色を示す信号を、赤色信号、緑色信号、青色信号に変換する変換手段を備える構成としてもよい。この構成によれば、この構成によれば、第１原色、第１の補色、第２の原色および第２の補色を、赤、緑、青の原色信号に変換するので、より感度の高い三原色信号を得ることができる。

ここで、前記集光手段に集光される光軸上に前記光選択手段および１つのダイオードが配置されるようにしてもよい。また、前記集光手段の中心は、隣接行または隣接列の隣り合う集光手段の中心とフォトダイオード１つ分ずれて配置されるようにしてもよい。この構成によれば、集光手段をずらして配置することにより集光による空間解像度を最大限にすることができる。

ここで、前記光選択手段は、屈折率の異なる２種類の光学膜を含む多層膜であり、前記光学膜の光学的膜厚は設定中心波長の４分の１に相当し、前記多層膜は、さらに、設定中心波長に応じたフォトニック構造の絶縁体層を含む構成としてもよい。この構成によれば、設定中心波長に対応する多層膜によるダイクロイックフィルタおよびダイクロイックミラーとしての光透過特性を、絶縁体層の光学的膜厚に応じて調整することができる。その結果、２種類の光選択手段の形成工程を共通化することができ、製造工数を削減することができる。

ここで、前記光選択手段は、屈折率の異なる２種類の光学膜を含む多層膜であり、前記光学膜の光学的膜厚は設定中心波長の４分の１に相当し、前記多層膜は、さらに、設定中心波長の４分の１以外の光学的膜厚を有する絶縁体層を含む構成としてもよい。この構成によれば、設定中心波長に対応する多層膜によるダイクロイックフィルタおよびダイクロイックミラーとしての光透過特性を、絶縁体層の光学的膜厚に応じて調整することができる。その結果、２種類の光選択手段の形成工程を共通化することができ、製造工数を削減することができる。

また、本発明のカメラは上記固体撮像装置と同様の構成を有する。

また、本発明の固体撮像装置の信号処理方法は上記の固体撮像装置の信号処理方法であって、４つのフォトダイオードから第１原色を示す信号、第１補色を示す信号、第２原色を示す信号、第２補色を示す信号を取得し、取得した４つの信号を赤色信号、緑色信号、青色信号に変換する。この構成によれば、第１原色、第１の補色、第２の原色および第２の補色を、赤、緑、青の原色信号に変換するので、より感度の高い三原色の信号を得ることができる。

本発明の固体撮像装置、カメラおよび信号処理方法によれば、高感度化することができ、微細加工に適しているので高解像度化を容易にすることができる。

（実施の形態１）
本実施の形態における固体撮像装置は、マイクロレンズから入射される光を、所定範囲内の波長を有する第１の光と所定範囲外の波長を有する第２の光の２つに分離し、第１の光を１つのフォトダイオードに、第２の光を他の１つのフォトダイオード入射するように構成される。また、マイクロレンズにから入射される光を分離には、さらに、所定範囲の波長に応じたフォトニック構造の絶縁体層（スペーサ層とも呼ぶ）を有する多層膜を用いている。これにより固体撮像装置の高感度化を図っている。

図１は、実施の形態１における固体撮像装置のフォトダイオードの色配列を示す上面図である。同図のように、固体撮像装置は、二次元上に配列された複数のフォトダイオードを備える。隣り合う２つのフォトダイオードには、上記の第１の光、第２の光がそれぞれ入射される。隣り合う２つのフォトダイオードには２種類のペアがある。１つは、青色光を受光するためのフォトダイオード１０２B、青色光の補色であるイエロー光を受光するためのフォトダイオード１０２Ｙｅからなるペアである。もう１つは、赤色光を受光するためのフォトダイオード１０２Ｒ、赤色光の補色であるマゼンタ光を受光するためのフォトダイオード１０２Ｃｙからなるペアである。

このように、複数のフォトダイオードは、赤緑青のうちの何れかの原色を示す第１原色光に対応するフォトダイオードと、第１原色光の補色を示す第１補色光に対応するフォトダイオードと、第１原色光とは異なる第２原色光に対応するフォトダイオードと、第２の光は第２原色光の補色を示す第２補色光に対応するフォトダイオードとの４種類のフォトダイオードを有する。

図２は、固体撮像装置のマイクロレンズの配列を示す上面図である。同図のように複数のマイクロレンズ１０９は、フォトダイオードのペアに対応して設けられ、光を集める集光手段として機能する。マイクロレンズ１０９の形状は、同図のような、丸みのある菱形（丸みのある正方形）であるが、円、正方形であってもよい。マイクロレンズ１０９の光軸は、原色に対応するフォトダイオード１０２Ｂ、１０２Ｒの中心に一致するように配置される。つまり、各マイクロレンズ１０９の中心は、隣接行または隣接列の隣り合うマイクロレンズ１０９の中心とフォトダイオード１つ分（１ビット分）ずれて配置される。

図３は、図２中のＡ−Ａ切断面における固体撮像装置の断面を示す図である。同図において固体撮像装置は、半導体基板１０１の表面近傍に、フォトダイオード１０２Ｂ、フォトダイオード１０２Ｙｅを有している。フォトダイオード１０２Ｂ、フォトダイオード１０２Ｙｅは、例えばシリカガラス等からなる透明膜１０３で被覆されている。

透明膜１０３は、フォトダイオード１０２Ｂ、１０２Ｙｅを覆う下面と反対側の上面が山型形状に形成されており、山型形状の上面のうち、同一方向に一定角度で傾斜する傾斜面には光選択部１０４Ｂ、光反射部１０４Ｍが形成され、フォトダイオード１０２Ｂ、１０２Ｙｅに対応した位置に配置されている。

光選択部１０４Ｂは、マイクロレンズ１０９から入射される光から、所定範囲内の波長の光として青色光の波長をもつ光を選択的に透過し、その補色であるイエロー光（つまり青色光以外の波長をもつ光）を選択的に反射する特性を有し、透過した青色光をフォトダイオード１０２Ｂに入射し、反射したイエロー光をフォトダイオード１０２Ｙｅ上方の光反射部１０４Ｍに向けるように傾斜している。光選択部１０４Ｂの傾斜角度は、上方からの入射光が図中右側の横方向に反射し、さらに光反射部１０４Ｍで反射してフォトダイオード１０２Ｙｅに入射するように、可能な限り４５゜に近いことが望ましい。

また、光選択部１０４Ｒは、マイクロレンズ１０９から入射される光から、赤色光の波長をもつ光を選択的に透過し、その補色であるシアン光（つまり赤色光以外の波長をもつ光）を選択的に反射する特性を有し、透過した赤色光をフォトダイオード１０２Ｒに入射し、反射したシアン光をフォトダイオード１０２Ｃｙ上方の光反射部１０４Ｍに向けるように傾斜している。

このように光選択部１０４Ｂ、１０４Ｒへの入射光が、光選択部１０４Ｂ、１０４Ｒにおいて反射するか透過するかは波長によって定まり、その波長の範囲は選択的に設定可能である。光選択部１０４Ｂは、一般に、電子スチルカメラや３板式ビデオカメラなどにおいてダイクロックプリズムの表面に形成されているものと同一の構成のダイクロイックフィルタと呼ばれる多層膜を利用することができるが、本実施の形態では、ダイクロイックフィルタの改良版であり、フォトニック構造の絶縁体層を含む多層膜により形成される。

光反射部１０４Ｍは、入射光を反射する特性を有し、全反射膜、例えばアルミなどの金属薄膜などから構成されている。

光選択部１０４Ｂおよび光反射部１０４Ｍは、透明膜１０３と比較して低屈折率の透明膜１０５で被覆されている。

透明膜１０５の光選択部１０４Ｂに対応する箇所には、凹レンズ１０６が設けられている。透明膜１０５は遮光膜１０７で被覆され、遮光膜１０７の光選択部１０４Ｂに対応する箇所には開口部が設けられており、開口部及び凹レンズ１０６を通して光選択部１０４Ｂに光が入射し、隣接する光反射部１０４Ｍや光選択部１０４Ｒには遮光膜１０７によって不要な光が遮断されるようになっている。

遮光膜１０７及び凹レンズ１０６は透明膜１０８で被覆され、透明膜１０８のフォトダイオード１０２Ｂに対応する箇所には、マイクロレンズ１０９（凸レンズ）が設けられている。したがって、ペアとなる２つの隣接するフォトダイオード１０２Ｂ、１０２Ｙｅに対して１組のマイクロレンズ１０９及び凹レンズ１０６よりなる集光手段を有している。

入射光は、マイクロレンズ１０９と凹レンズ１０６とにより集光されて、平行光線として光選択部１０４Ｂに入射する。

光選択部１０４Ｂに入射した光のうち青色光Ｂは、光選択部１０４Ｂを透過して青色用のフォトダイオード１０２Ｂに入射する。光選択部１０４Ｂに入射した光のうち、青色の補色であるイエロー光Ｙｅは、光選択部１０４Ｂで反射され、光反射部１０４Ｍに向けて反射される。

イエロー光Ｙｅは、光反射部１０４Ｍによって反射され、フォトダイオード１０２Ｃｙに入射される。

このように、マイクロレンズ１０９からの光は、光選択部１０４Ｂおよび光反射部１０４Ｍによって反射、透過することにより原色光と補色光とに色分離され、各フォトダイオード１０２Ｂ、１０２Ｃｙ振り分けられる。原色光は光選択部１０４における１回の透過でフォトダイオード１０２Ｂに入射され、補色光は、光選択部１０４および光反射部１０４Ｍにおける２回の反射でフォトダイオード１０２Ｙｅに入射される。光を３つに分離する場合と比べて、透過および反射による光の損失が少なくなるので感度を向上させることができる。

図４は、隣り合う行における光選択部および光反射部の向きを示す模式図である。同図（ａ）は、青色用フォトダイオード１０２Ｂとイエロー用フォトダイオード１０２Ｙｅとが交互に並ぶ行と、シアン用フォトダイオード１０２Ｃｙとフォトダイオード１０２Ｒとが交互に並ぶ隣接行を示す上面図ある。同図（ｂ）は、Ｂ−Ｂ線の断面を示す模式図である。同図（ｂ）のフォトダイオード１０２Ｂとフォトダイオード１０２Ｙｅ（以下（Ｂ、Ｙｅ）と表記する。）とが交互に並ぶ行において光選択部１０４Ｂにおける青色光以外の波長をもつイエロー光を選択的に反射する反射面が同図右側向きであり、光反射部１０４Ｍの反射面が同図左側向きである。両者の反射面は対向し、同じ方向に（図では右下がり４５度に）傾斜している。

同図（ｃ）は、Ｃ−Ｃ線の断面を示す模式図である。同図（ｃ）では、同図（ｂ）と比べて光反射部１０４Ｍと光選択部１０４Ｒの並び順が逆なので、両者の反射面の向きと傾斜の向きが逆になっている。

図５Ａ、図５Ｂは、光選択部１０４Ｂ、１０４Ｒのより詳細な構成を示す断面図である。図５Ａのように、光選択部１０４Ｂは、二酸化チタン層５０１ａ、二酸化シリコン層５０１ｂ、二酸化チタン層５０１ｃ、絶縁体層５０１Ｂ、二酸化チタン層５０１ｅ、二酸化シリコン層５０１ｆ、二酸化チタン層５０１ｇを含む多層膜として構成されている。

つまり、酸化シリコン層（Si0₂）等の低屈折率を有する材料と、酸化チタン層（TiO₂）や窒化シリコン層（Si₃N₄）等の高屈折率を有する材料とが交互に積層された誘電体多層膜であって、さらに絶縁体層５０１Ｂを含む構成となっている。各層は絶縁体層５０１Ｂを除いて何れも同一の光学的膜厚を有する。光学的膜厚とはその層の材料の屈折率ｎにその層の膜厚ｄを乗じた値ｎｄをいう。絶縁体層５０１Ｂ以外の各層５０１ａ〜５０１ｇの光学的膜厚は、何れも波長λ（図５Ａ、５Ｂでは赤色光の波長）の４分の１（λ／４）である。λ／４の光学的膜厚を有する各層に向けて設定されたλを設定中心波長と呼ぶ。

一方図５Ｂのように、光選択部１０４Ｒは、光選択部１０４Ｂと比較して、絶縁体層５０１Ｂの代わりに、λ／４の光学的膜厚を有する二酸化シリコン層５０１ｄを含む点が異なっている。光選択部１０４Ｒが絶縁体層５０１Ｂを含まないので、各層がλ／４の光学的膜厚を持つダイクロイックフィルタと同じ構成となるので、設定中心波長λに相当する波長の光（ここでは赤色光）を選択的に透過、それ以外の波長の光を反射することになる。それゆえ、図５Ｂに示した光選択部１０４Ｒは、赤色光を透過し、その補色であるシアン光を反射するダイクロイックフィルタおよびダイクロイックミラーとして機能する。なお、光選択部１０４Ｂ、１０４Ｒの光透過特性を後述する図１３Ａの下段に示す。

図５Ａにおける絶縁体層５０１Ｂは、二酸化チタンと二酸化シリコンとが主面に沿って交互に配列されたフォトニック構造を有し、λ／４以外の波長を透過する特性を有する。光選択部１０４Ｂが絶縁体層５０１Ｂを含む点は、本実施の形態における特徴の１つである。すなわち、絶縁体層５０１Ｂの光学的膜厚に応じて、光選択部１０４Ｂを透過する光の波長範囲を調整することができる。言い換えれば、図５Ａに示した光選択部１０４Ｂは、絶縁体層５０１Ｂを含むことによって各層が赤色光のλ／４の光学的膜厚を持つダイクロイックフィルタの透過波長をずらして、所望の波長範囲の光（つまり青色光）を選択的に透過し、その補色であるイエロー光を選択的に反射する特性を持たせることができる。

図５Ｂに示したように光選択部１０４Ｒはダイクロイックフィルタでよい。図５Ａに示したように光選択部１０４Ｂは、光選択部１０４Ｒを構成する誘電体多層膜に絶縁体層を挿入し、絶縁体層の光学的膜厚により、透過光の波長を青色光に調整した構成となっている。その結果、光選択部１０４Ｂと光選択部１０４Ｒは、共通の層５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ、５０１ｅ、５０１ｆ、５０１ｇを有するので、光選択部１０４Ｂと光選択部１０４Ｒの製造工程を共通化することができ、製造工数を削減することができる。

なお、各層がλ／４の誘電体多層膜中に絶縁体層を設けることによって、透過波長を設定中心波長からずらすように調整する技術については、国際公開公報ＷＯ２００５／０６９３７６ Ａ１号公報に記載されている。光選択部１０４Ｂ、光選択部１０４Ｒは、この公報に従って製造することができる。

図６Ａ、６Ｂは、光反射部１０４Ｍの断面図である。図６Ａに示す光反射部１０４Ｍは、アルミ層６０１ａにより構成される。アルミ層６０１ａにより、光選択部１０４Ｂまたは１０４Ｒから入射される光をフォトダイオード１０２Ｙｅまたはフォトダイオード１０２Ｃｙに向けて全反射する。図６Ｂに示す光反射部１０４Ｍは、可視光のみを全反射し、紫外光および赤外光を除去する除去手段として機能する。そのため、紫外光および赤外光を吸収する部材によって形成され、例えば多層膜６０１ｂ〜６０１ｇとして形成される。

以上説明してきたように本実施の形態における固体撮像装置は、マイクロレンズ１０９から入射される光を、所定範囲内の波長を有する第１の原色光と所定範囲外の波長を有する第２の補色光の２つに分離し、第１の原色光を１つのフォトダイオードに、第２の補色光を他の１つのフォトダイオード入射するように構成される。マイクロレンズ１０９から入射される光を分離する手段として、所定範囲の波長に応じたフォトニック構造の絶縁体層を有する多層膜から構成された光選択部１０４Ｂおよび１０４Ｒを用いている。これにより固体撮像装置の高感度化を図るとともに、製造工程の共通化を図ることができ、製造コストを低減することができる。

次に、いくつかの変形例について説明する。

図７Ａ、７Ｂは、光選択部１０４Ｂ、１０４Ｒの第１の変形例を示す断面図である。図７Ａにおける光選択部１０４Ｂは、二酸化チタン層７０１ａ、二酸化シリコン層７０１ｂ、二酸化チタン層７０１ｃ、二酸化シリコン層７０１ｄ、二酸化チタン層７０１ｅ、二酸化シリコン層７０１ｆ、二酸化チタン層７０１ｇを含む多層膜により構成されているダイクロイックフィルタである。その設定中心波長は、青色光である。図７Ｂにおける光選択部１０４Ｒは、図７Ａの光選択部１０４Ｂと比較して、二酸化シリコン層７０１ｄの代わりにフォトニック構造の絶縁体層７０１Ｒを有する。絶縁体層７０１Ｒに光学的膜厚によって透過波長が赤色光をなるように調整してある。この構成によっても、光選択部１０４Ｂと光選択部１０４Ｒにおける層７０１ａ、７０１ｂ、７０１ｃ、７０１ｅ、７０１ｆ、７０１ｇは同じ光学的膜厚を有するので、両者で共通に製造することができ、製造工程の共通化を図り、製造コストを低減することができる。

図８Ａ、８Ｂは、光選択部１０４Ｂ、１０４Ｒの第２の変形例を示す断面図である。図８Ａにおける光選択部１０４Ｂは、二酸化チタン層８０１ａ、二酸化シリコン層８０１ｂ、二酸化チタン層８０１ｃ、絶縁体層８０１Ｂ、二酸化チタン層７０１ｅ、二酸化シリコン層７０１ｆ、二酸化チタン層７０１ｇを含む多層膜により構成されている。絶縁体層８０１Ｂを除く各層８０１ａ、８０１ｂ、８０１ｃ、７０１ｅ、７０１ｆ、７０１ｇは、青色光でも赤色光でもなく、例えば、緑色光を設定中心波長（光学的膜厚が緑色光のλ／４）とする。図８Ｂにおける光選択部１０４Ｒは、図８Ａの光選択部１０４Ｂと比べて、絶縁体層８０１Ｂの代わりに絶縁体層８０１Ｒを有している。絶縁体層８０１Ｂは、光選択部１０４Ｂの透過光の波長を、緑色光から青色光にずらす光学的膜厚を有し、透過光の波長が青色光に調整されている。絶縁体層８０１Ｒは、光選択部１０４Ｂの透過光の波長を、緑色光から赤色光にずらす光学的膜厚を有し、透過光の波長が赤色光に調整されている。

この構成によっても、光選択部１０４Ｂと光選択部１０４Ｒにおける層８０１ａ、８０８ｂ、８０１ｃ、８０１ｅ、８０１ｆ、８０１ｇは同じ光学的膜厚を有するので、両者で共通に製造することができ、製造工程の共通化を図り、製造コストを低減することができる。しかも、光選択部１０４Ｂと光選択部１０４Ｒとは、ともに光学的膜厚は異なるが絶縁体層を有するので、光選択部１０４Ｂの膜厚と光選択部１０４Ｒの膜厚とを同じにすることができる。

なお、上記実施形態では、原色光と補色光との組について（Ｂ、Ｙｅ）と（Ｒ、Ｃｙ）との組について説明したが、（Ｂ、Ｙｅ）、（Ｒ、Ｃｙ）、（Ｇ、Ｍｇ）のうちの任意の２組を選択した構成としてもよい。

図９は、原色光と補色光との組となるフォトダイオードの色配列の第１の変形例を示す図である。同図において、隣接する２行のうち１つは、（Ｇ、Ｍｇ）に対応するフォトダイオード１０２Ｇ、フォトダイオード１０２Ｍｇが交互に配列されている。もう１つの行は、（Ｃｙ、Ｒ）に対応するフォトダイオード１０２Ｃｙ、フォトダイオード１０２Ｒが交互に配列されている。

図１０は、図９におけるマイクロレンズ１０９の配列および隣り合う行の断面を示す模式図である。図１０（ａ）のように、マイクロレンズ１０９の中心は、原色に対応するフォトダイオード１０２Ｇ、１０２Ｒの中心に一致するように配列している。図１０（ｂ）、（ｃ）のように、隣接する行では、光選択部１０４および光反射部１０４Ｍの傾斜角度が逆向きになっている。なお、光選択部１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂの透過特性が図１３Ａ下段のような場合に、図９の色配列は最も望ましい色配列である。なぜなら、図１３Ａにおいて青色光の半値幅が緑色光および赤色光の半値幅よりも狭いからである。つまり、青色光よりも透過特性のよい赤色光、緑色光を選択的に透過する光選択部１０４Ｒ、１０４Ｇを利用することによって、固体撮像装置をより高感度にすることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、光選択部１０４中の絶縁体層がフォトニック構造により光学的膜厚を調整する代わりに、物理的な膜厚によって光学的膜厚を調整する例について説明する。

図１１は、実施の形態２における固体撮像装置の断面図である。同図におけるフォトダイオードの配列は、図９に示したように（Ｇ、Ｍｇ）の行と（Ｃｙ、Ｒ）の行が交互に配列されているものとする。

図１１は、図３に示した断面図と比較して、フォトダイオード１０２Ｙｅ、１０２Ｂの代わりにフォトダイオード１０２Ｍｇ、１０２Ｇを備える点と、光選択部１０４Ｂのかわりに光選択部９０４Ｇを備える点とが異なっている。以下同じ点は説明を省略して異なる点を中心に説明する。

フォトダイオード１０２Ｍｇ、１０２Ｇは、入射する光が異なるだけであり、物理的にはフォトダイオード１０２Ｙｅ、１０２Ｂなどのフォトダイオードと同じ構成である。

光選択部１０４Ｇは、絶縁体層がフォトニック構造を有していない点が、光選択部１０４と異なっている。

図１２Ａ、１２Ｂは、光選択部９０４Ｒ、９０４Ｇのより詳細な断面図である。図１２Ａのように、光選択部９０４Ｒは、二酸化チタン層２０１ａ、二酸化シリコン層２０１ｂ、二酸化チタン層２０１ｃ、絶縁体層２０１Ｒ、二酸化チタン層２０１ｅ、二酸化シリコン層２０１ｆ、二酸化チタン層２０１ｇを含む多層膜として構成されている。絶縁体層５０１Ｒを除いて各層は何れも同一の光学的膜厚を有する。絶縁体層２０１Ｒ以外の各層２０１ａ〜２０１ｇの設定中心波長は緑色光の波長である。図１２Ａにおける絶縁体層２０１Ｒは、二酸化シリコンであり、緑色光のλ／４以外光学的膜厚を有する。この絶縁体層２０１Ｒの光学的膜厚に応じて、光選択部９０４Ｒを透過する光の波長範囲を調整することができる。言い換えれば、図１２Ａに示した光選択部９０４Ｒは、絶縁体層２０１Ｒを含むことによって各層が緑色光のλ／４の光学的膜厚を持つダイクロイックフィルタの透過波長をずらして、所望の波長範囲の光（つまり赤色光）を選択的に透過し、その補色であるシアン光を選択的に反射する特性を持たせることができる。

一方図１２Ｂにおいて、光選択部９０４Ｇは、光選択部１０４Ｂと比較して、絶縁体層５０１Ｒの代わりに、λ／４の光学的膜厚を有する二酸化シリコン層２０１ｄを含む点が異なっている。光選択部９０４Ｇが絶縁体層２０１Ｒを含まないので、緑色光の波長を設定中心波長として各層がλ／４の光学的膜厚を持つダイクロイックフィルタと同じ構成となるので、設定中心波長λに相当する波長の光（ここでは緑色光）を透過することになる。それゆえ、図１２Ｂに示した光選択部９０４Ｇは、緑色光を透過し、その補色であるマゼンタ光を反射するダイクロイックフィルタおよびダイクロイックミラーとして機能する。

次に、本実施の形態における光選択部９０４の分光特性について説明する。

図１３Ａは、光選択部９０４Ｂ、９０４Ｇ、９０４Ｒの分光特性を示す図である。同図の光選択部９０４Ｇは、図１２Ｂに示した光選択部９０４Ｇを示す。絶縁体層（スペーサ層）の膜厚は０ｎｍである。光選択部９０４Ｂは、図１２Ｂに示した光選択部９０４Ｇの多層膜に対して、膜厚２００ｎｍの絶縁体層（スペーサ層）を追加した構成としている。光選択部９０４Ｒは、図１２Ｂに示した光選択部９０４Ｇの多層膜に対して、膜厚５０ｎｍの絶縁体層（スペーサ層）を追加した構成としている。

なお、当該分光特性は特性マトリックス法を用いて求めたものである。また、分光特性を求めるに当たって、二醸化チタン（高屈折率材料）の屈折率を２．５、二酸化シリコン（低屈折率材料）の屈折率を１．４５とし、絶縁体層（スペーサ層)の光学膜厚と物理膜厚のそれぞれを光選択部９０４Ｂでは２００ｎｍと８０ｎｍ、光選択部９０４Ｒでは５０ｎｍと２０ｎｍ、光選択部９０４Ｇでは０ｎｍとした。

図１３Ａに示されるように、スペーサ層の膜厚を調整することによってスペーサ層を透過する光の波長を変化させることができる。

なお、上記二酸化チタンに代えて窒化シリコンや五酸化タンタル、二酸化ジルコニウム等を高屈折率材料に用いてもよい。また、二酸化シリコン以外の材料を低屈折率材料に用いてもよい。

次に、光選択部９０４の透過特性について説明する。

図１３Ｂ（ａ）は、スペーサ層の有無に応じて異なる誘電体多層膜の透過特性を示す図である。なお、図１３（ａ）に示される透過特性はフレネル計数を用いたマトリックス法を用いて求めたものであり、ペア数を１０、設定披長を５５０ｎｍとし、垂直入射光のみを求めた。各グラフの縦軸は透過率を表わし、横軸は誘電体多層膜に入射する光の波長を表わす。

窒化シリコンと二酸化シリコンからなる誘電体多層膜全体がλ／４の多層膜となっている場合には、図１３Ｂ（ａ）に示されるように、前記設定波長を中心とする波長帯の光を反射する。なお、多層膜を構成する材料の屈折率差が大きいほど反射帯域幅が大きくなる。

一方、光学膜厚がλ／４とは異なるスペーサ層の上下にλ／４の多層膜がスベーサ層について対称となるように誘電体多層膜を形成した場合には、図１３Ｂ（ｂ）に示すように、λ／４多層膜の反射帯域のうち設定波長付近の光のみを透過させる光選択部９０４を得ることができる。

以上のように、スペーサ層の膜厚を変化させれば透過ピーク波長を変化させることができる。本実施の形態においてはかかる特性に着目して、誘電体多層膜を用いるので、光選択部９０４の厚みを入射光の波長程度（５００ｎｍ程度）とすることができる。従って、固体撮像装置を小型化することができる。

また、図１３Ａ、１３Ｂの特性は、実施の形態１におけるフォトニック構造の絶縁体層についても同様にあてはまる。なぜなら、フォトニック構造の絶縁体層の場合は、物理的な膜厚を調整する代わりに、フォトニック構造のピッチや配置によって屈折率を調整し、その結果光学的膜厚を調整するからである。

以上のように、光選択部９０４Ｒと光選択部９０４Ｇは、共通の層２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｅ、２０１ｆ、２０１ｇを有するので、光選択部９０４Ｒと光選択部９０４Ｇの製造工程を共通化することができ、製造工数を削減することができる。

なお、各層がλ／４の誘電体多層膜中に絶縁体層を設け、その膜厚の調整によって、透過波長を設定中心波長からずらすように調整する技術については、国際公開公報ＷＯ２００５／０６９３７６ Ａ１号公報に記載されている。光選択部１０４Ｂ、光選択部１０４Ｒは、この公報に従って製造することができる。

続いて、いくつかの変形例について説明する。

図１４は、原色光と補色光との組となるフォトダイオードの色配列についての第２の変形例を示す図である。同図において、隣接する２行のうち１つは、（Ｂ、Ｙｅ）をペアとして、フォトダイオード１０２Ｂ、フォトダイオード１０２Ｙｅが交互に配列されている。もう１つの行は、（Ｒ、Ｃｙ）をペアとして、フォトダイオード１０２Ｒ、フォトダイオード１０２Ｃｙが交互に配列される。ペアの位置が隣接行とは１フォトダイオード分（１画素分）ずれている。そのため、（Ｒ、Ｃｙ）の先頭のフォトダイオード１０２Ｘ（図中のＸ）は使用されない。

図１５は、図１４に対応するマイクロレンズ１０９の配列および隣り合う行の断面を示す模式図である。図１５（ａ）のように、マイクロレンズ１０９の形状は丸みのある菱形（正方形）である。マイクロレンズ１０９の中心は、原色に対応するフォトダイオード１０２Ｂ、１０２Ｒの中心に一致するように配列している。図１４のようにフォトダイオードのペアを隣接行とは１画素分（１フォトダイオード分）ずらすことにより、図１５（ｂ）、（ｃ）のように、隣接する行では、光選択部１０４および光反射部１０４Ｍの傾斜角度が同じ向きにすることができ、製造の信頼性を向上させることができる。

図１６は、固体撮像装置のフォトダイオードの色配列についての第３の変形例を示す図である。同図では、原色に対応するフォトダイオードが隣接行同士で同じ列に配置されている。隣接する２行のうち１つは、（Ｙｅ、Ｂ）をペアとして、フォトダイオード１０２Ｙｅ、フォトダイオード１０２Ｂが交互に配列されている。もう１つの行は、（Ｃｙ、Ｒ）をペアとして、フォトダイオード１０２Ｃｙ、フォトダイオード１０２Ｒが交互に配列される。原色に対応するフォトダイオードの列上に並んでいる。

図１７は、図１６に対応するマイクロレンズ１０９の配列および隣り合う行の断面を示す模式図である。図１７（ａ）のように、マイクロレンズ１０９の形状はほぼ長方形である。マイクロレンズ１０９の中心は、原色に対応するフォトダイオード１０２Ｂ、１０２Ｒの中心に一致するように配列している。図１６のようにフォトダイオードのペアのうち原色光に対応するフォトダイオードを同じ列上に配置することにより、図１７（ｂ）、（ｃ）のように、隣接する行では、光選択部１０４および光反射部１０４Ｍの傾斜角度が同じ向きにすることができ、全ての光選択部１０４および全ての光反射部１０４Ｍの傾斜角度を揃えることが容易になる。

図１８は、マイクロレンズの配列および隣り合う行の断面についての第４の変形例を示す模式図である。同図は、図１６に示したフォトダイオードの色配列に対応する。ただし、図１８（ｂ）、（ｃ）に示すように、フォトダイオードのペアの位置が隣接行とはフォトダイオード１つ分ずれている。つまり、フォトダイオード１０２Ｘは使用されない。この配列では、隣接する行では、光選択部１０４および光反射部１０４Ｍの傾斜角度が逆向きになる。

図１９は、原色光と補色光との組となるフォトダイオードの色配列についての第５の変形例を示す図である。同図において、各行は、（Ｂ、Ｙｅ）（Ｃｙ、Ｒ）の２ペアが交互に並ぶ。隣接行には異なるペアが隣り合っている。

図２０は、図１９に対応するマイクロレンズおよび隣り合う行の断面を示す模式図である。図２０（ａ）のようにマイクロレンズ１０９の中心は、原色用フォトダイオード１０２の中心とも補色用フォトダイオード１０２の中心とも一致しない。マイクロレンズ１０９は原色用フォトダイオード１０２に向けて集光するように形成する必要がある。図２０（ｂ）、（ｃ）に示すように、隣接する行では、光選択部１０４および光反射部１０４Ｍの傾斜角度が逆向きになる。

図２１は、原色光と補色光との組となるフォトダイオードの色配列についての第６の変形例を示す図である。同図において、隣接する２列のうち１列は、（Ｒ、Ｃｙ）ペアが並び、もう１列は、（Ｙｅ、Ｂ）ペアが並ぶ。

図２２は、図２１に対応するマイクロレンズおよび隣り合う行の断面を示す模式図である。図２２（ａ）のようにマイクロレンズ１０９の中心は、原色用フォトダイオード１０２の中心とも補色用フォトダイオード１０２の中心に一致する。図２０（ｂ）は、Ｏ−Ｏ線上の列方向の断面を示す模式図であり、図２０（ｃ）は、Ｐ−Ｐ線上の列方向の断面を示す模式図である。このように、縦方向に隣接する２つのフォトダイオードをペアとしてもよい。

なお、上記各実施の形態では、光選択部１０４によって原色光を選択的に透過し、補色光を反射する構成を示したが、補色光を選択的に透過し、原色光を反射するように構成してもよい。この場合マイクロレンズ１０９の中心は補色光用のフォトダイオード１０２の中心に一致するように構成すればよい。また、ある行では原色光に対応するフォトダイオード１０２上にマイクロレンズ１０９を配置し、隣接行では補色光に対応するフォトダイオード１０２上にマイクロレンズ１０９を配置するようにしてもよい。

（実施の形態３）
本実施の形態では、上記各実施の形態における固体撮像装置から得られる色信号を３原色の信号に変換する信号処理について説明する。

図２３は、実施の形態３におけるカメラの構成を示すブロック図である。同図のように本実施の形態におけるカメラ４０１は、信号処理部４１０、固体撮像装置４１１、駆動部４１２、制御部４１４、メカニカルシャッター４１５、レンズ４１６、表示部４２０を備える。

信号処理部４１０は、色変換部４１３を備え、固体撮像装置４１１から出力される各フォトダイオードの信号を取得して色変換を行う。

固体撮像装置４１１は、上記実施の形態１または２の固体撮像装置であり、レンズ４１６、メカニカルシャッター４１５を介して撮像対象からの光が入射される。撮像結果として４つのフォトダイオード毎に、第１原色示す信号、第１補色を示す信号、第２原色を示す信号、第２補色を示す信号を順次信号処理部４１０に出力する。第１原色信号および第１補色信号は、（Ｂ信号、Ｙｅ信号）、（Ｒ信号、Ｃｙ信号）、（Ｇ信号、Ｍｇ信号）の１つである。第２原色信号および第２補色信号は、他の１つで表される。

駆動部４１２は、固体撮像装置４１１を駆動するための各種駆動信号を出力する。

制御部４１４は、カメラ４０１全体を制御する。

表示部４２０は、モニター表示や撮像した画像の表示を行う。

図２４は、色変換部４１３の説明図である。色変換部４１３は、第１原色信号、第１補色信号、第２原色信号、第２補色信号を、赤色信号、緑色信号、青色信号に変換する。この色変換は、よく知られた演算により行うことができる。

なお、メカニカルシャッター４１５に紫外光および赤外光を除去する除去手段として機能するフィルタを備えてもよい。

また、上記各実施の形態において、固体撮像装置は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型であってもＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型であってもよい。

また、高屈折率材料として上記二酸化チタンに代えて窒化シリコンや五酸化タンタル、二酸化ジルコニウム等を用いてもよい。また、二酸化シリコン以外の材料を低屈折率材料に用いてもよい。

なお、光選択部の多層膜構造の層数は、上記実施の形態で示した層数に限らず何層であってもよい。各層の材料が上記二酸化チタン、二酸化シリコン、酸化マグネシウムに限定されないのは言うまでもなく、酸化タンタル（Ta₂O₅）、酸化ジルコニウム（ZrO₂）、一窒化珪素（SiN）、窒化珪素（Si₃N₅）、酸化アルミニウム（Al₂O₃）、フッ化マグネシウム（MgF₂）、酸化ハーフニウム（HfO₃）を用いてもよい。

本発明は、半導体基板上に形成された複数のフォトダイオードを有する固体撮像装置、その固体撮像装置を有するカメラに適しており、例えば、ＣＣＤイメージセンサ、ＭＯＳイメージセンサ、デジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯電話機、監視カメラ、ノートパソコンに内蔵のカメラ、情報処理機器に接続されるカメラユニット等に適している。

実施の形態１における固体撮像装置のフォトダイオードの色配列を示す図である。 固体撮像装置のマイクロレンズの配列を示す図である。 固体撮像装置の断面を示す図である。 隣り合う行の断面を示す模式図である。 青色光用の光選択部の断面図である。 赤色光用の光選択部の断面図である。 光反射部１０４Ｍの断面図である。 光反射部１０４Ｍの断面図である。 青色光用の光選択部の変形例における断面図である。 赤色光用の光選択部の変形例における断面図である。 青色光用の光選択部の他の変形例における断面図である。 赤色光用の光選択部の他の変形例における断面図である。 固体撮像装置のフォトダイオードの色配列（変形例１）を示す図である。 隣り合う行の断面を示す模式図である。 実施の形態２における固体撮像装置の断面図である。 光選択部の断面図である。 光選択部の断面図である。 光選択部の分光特性を示す図である。 絶縁体層の膜厚と分光特性を示す説明図である。 固体撮像装置のフォトダイオードの色配列（変形例２）を示す図である。 変形例２における隣り合う行の断面を示す模式図である。 固体撮像装置のフォトダイオードの色配列（変形例３）を示す図である。 変形例３における隣り合う行の断面を示す模式図である。 変形例４における隣り合う行の断面を示す模式図である。 固体撮像装置のフォトダイオードの色配列（変形例５）を示す図である。 変形例５における隣り合う行の断面を示す模式図である。 固体撮像装置のフォトダイオードの色配列（変形例６）を示す図である。 変形例６における隣り合う行の断面を示す模式図である。 実施の形態３におけるカメラの構成を示すブロック図である。 色変換部の説明図である。 従来技術における固体撮像装置のフォトダイオードの配列を示す図である。 従来技術における固体撮像装置の断面を示す図である。

符号の説明

１０１ 半導体基板
１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂ フォトダイオード
１０２Ｙｅ、１０２Ｃｙ、１０２Ｍｇ フォトダイオード
１０３ 透明膜１０３
１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｍ 色選択部
１０４Ｍ 色反射部
１０５、１０８ 透明膜
１０６ 凹レンズ
１０７ 遮光膜
１０９ マイクロレンズ
５０１ａ、５０１ｃ、５０１ｅ、５０１ｇ 二酸化チタン層
５０１ｂ、５０１ｄ、５０１ｆ 二酸化シリコン層
５０１Ｇ フォトニック層
６０１ａ アルミ層
７０１ａ、７０１ｃ、７０１ｅ、７０１ｇ 二酸化チタン層
７０１ｂ、７０１ｄ、７０１ｆ 二酸化シリコン層
７０１Ｒ フォトニック層
８０１ａ、８０１ｃ、８０１ｅ、８０１ｇ 二酸化チタン層
８０１ｂ、８０１ｆ 二酸化シリコン層
８０１Ｒ、８０１Ｂ フォトニック層
９０４Ｒ、９０４Ｇ、９０４Ｂ 色選択部
４０１ カメラ
４１１ 固体撮像装置
４１２ 駆動部
４１０ 信号処理部
４１３ 色変換部
４１４ 制御部
４１５ メカニカルシャッター
４１６ レンズ
４２０ 表示部

Claims (12)

1. 二次元状に配列されたフォトダイオードと、
   隣り合う２つのフォトダイオードに対して１つずつ設けられ、光を集める複数の集光手段と、
   前記集光手段に対応して設けられ、前記集光手段から入射される光を、所定範囲内の波長を有する第１の光と所定範囲外の波長を有する第２の光の２つに分離する複数の分離手段とを備え、
   各分離手段は、
   前記集光手段から入射される光から、第１の光および第２の光の一方を選択的に透過し他方を反射し、透過した光を１つのフォトダイオードに入射する光選択手段と、
   前記光選択手段によって反射された光を他の１つのダイオードに向けて反射する光反射手段と
   を備え、
   前記複数の分離手段は、第１タイプの分離手段および第２タイプの分離手段を含み、
   第１タイプの分離手段における第１の光は赤緑青のうちの何れかの原色を示す第１原色光であり、第２の光は第１原色光の補色を示す第１補色光であり、
   第２タイプの分離手段における第１の光は第１原色光とは異なる第２原色光であり、第２の光は第２原色光の補色を示す第２補色光である
   ことを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記光反射手段は可視光のみを反射する
   ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
3. 前記固体撮像装置はさらに、赤外光を除去する除去手段を備え、
   前記分離手段は、赤外光除去後の光から、所定範囲内の波長を有する光とそれ以外の光とを分離する
   ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
4. 前記第１原色光、第１補色光、第２原色光、第２補色光はそれぞれ、赤色光、シアン光、青色光、イエロー光であり、
   第１タイプの分離手段と第２タイプの分離手段はそれぞれ同一列または同一行に配列される
   ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
5. 前記第１原色光、第１補色光、第２原色光、第２補色光はそれぞれ、赤色光、シアン光、緑色光、マゼンタ光であり、
   第１タイプの分離手段と第２タイプの分離手段はそれぞれ同一列または同一行に配列される
   ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
6. 前記固体撮像装置はさらに、
   フォトダイオードから得られる第１原色を示す信号、第１補色を示す信号、第２原色を示す信号および第２補色を示す信号を、赤色信号、緑色信号、青色信号に変換する変換手段を備える
   ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
7. 前記集光手段に集光される光軸上に前記光選択手段および１つのダイオードが配置される
   ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
8. 前記集光手段の中心は、隣接行または隣接列の隣り合う集光手段の中心とフォトダイオード１つ分ずれて配置される
   ことを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置。
9. 前記光選択手段は、屈折率の異なる２種類の光学膜を含む多層膜であり、
   前記光学膜の光学的膜厚は設定中心波長の４分の１に相当し、
   前記多層膜は、さらに、設定中心波長に応じたフォトニック構造の絶縁体層を含む
   ことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の固体撮像装置。
10. 前記光選択手段は、屈折率の異なる２種類の光学膜を含む多層膜であり、
    前記光学膜の光学的膜厚は設定中心波長の４分の１に相当し、
    前記多層膜は、さらに、設定中心波長の４分の１以外の光学的膜厚を有する絶縁体層を含む
    ことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の固体撮像装置。
11. 請求項１記載の固体撮像装置を備えることを特徴とするカメラ。
12. 請求項６記載の固体撮像装置の信号処理方法であって、
    ４つのフォトダイオードから第１原色を示す信号、第１補色を示す信号、第２原色を示す信号、第２補色を示す信号を取得し、
    取得した４つの信号を赤色信号、緑色信号、青色信号に変換する
    ことを特徴とする信号処理方法。

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