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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023100595
(43)【公開日】2023-07-19
(54)【発明の名称】分光フィルタ、それを含むイメージセンサ及び電子装置
(51)【国際特許分類】
G01J 3/36 20060101AFI20230711BHJP
H01L 27/146 20060101ALI20230711BHJP
G01J 3/26 20060101ALI20230711BHJP
G02B 5/26 20060101ALI20230711BHJP
G02B 5/28 20060101ALI20230711BHJP
G02B 5/20 20060101ALI20230711BHJP
【ＦＩ】
G01J3/36
H01L27/146 D
G01J3/26
G02B5/26
G02B5/28
G02B5/20 101
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023000377
(22)【出願日】2023-01-05
(31)【優先権主張番号】10-2022-0002351
(32)【優先日】2022-01-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＨＤＭＩ
２．ブルートゥース
(71)【出願人】
【識別番号】390019839
【氏名又は名称】三星電子株式会社
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ－ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】110000671
【氏名又は名称】ＩＢＣ一番町弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】金 孝 哲
(72)【発明者】
【氏名】李 在 崇
(72)【発明者】
【氏名】盧 永 瑾
【テーマコード（参考）】
2G020
2H148
4M118
【Ｆターム（参考）】
2G020AA04
2G020CB34
2G020CC26
2G020CC27
2G020CC63
2G020CD24
2G020CD36
2G020CD37
2H148BG11
2H148BH01
2H148FA05
2H148FA09
2H148FA22
2H148GA24
2H148GA33
2H148GA51
2H148GA61
4M118AA10
4M118AB01
4M118AB04
4M118BA10
4M118BA14
4M118CA02
4M118CA34
4M118FA06
4M118GC07
4M118GC20
4M118GD03
4M118GD04
(57)【要約】
【課題】分光フィルタ、それを含むイメージセンサ及び電子装置を提供する。
【解決手段】分光フィルタは、複数のユニットフィルタを含む複数のフィルタアレイを含み、各ユニットフィルタは、互いに離隔されて設けられる第１及び第２金属反射層と、第１及び第２金属反射層間に設けられ、第１パターンを含むキャビティと、第１金属反射層の下部に設けられ、第２パターンを含む下部パターン膜とを含む。ここで、同一中心波長を有するユニットフィルタは、互いに異なる位置に設けられて発生する中心波長シフトを補償するために、キャビティの第１パターン及び下部パターン膜の第２パターンがユニットフィルタの位置によって変化するように構成される。
【選択図】図８
【解決手段】分光フィルタは、複数のユニットフィルタを含む複数のフィルタアレイを含み、各ユニットフィルタは、互いに離隔されて設けられる第１及び第２金属反射層と、第１及び第２金属反射層間に設けられ、第１パターンを含むキャビティと、第１金属反射層の下部に設けられ、第２パターンを含む下部パターン膜とを含む。ここで、同一中心波長を有するユニットフィルタは、互いに異なる位置に設けられて発生する中心波長シフトを補償するために、キャビティの第１パターン及び下部パターン膜の第２パターンがユニットフィルタの位置によって変化するように構成される。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
それぞれ互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含む複数のフィルタアレイを含み、
前記各ユニットフィルタは、
互いに離隔されて設けられる第１及び第２金属反射層と、
前記第１及び第２金属反射層間に設けられ、第１パターンを含むキャビティと、
前記第１金属反射層の下部に設けられ、第２パターンを含む下部パターン膜と、を含み、
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタは、入射光の主光線角度（CRA: Chief Ray Angle）が変わることによって発生する中心波長シフトを補償するために、前記キャビティの第１パターン及び前記下部パターン膜の第２パターンが前記ユニットフィルタの位置によって変化するように構成された、分光フィルタ。
前記各ユニットフィルタは、
互いに離隔されて設けられる第１及び第２金属反射層と、
前記第１及び第２金属反射層間に設けられ、第１パターンを含むキャビティと、
前記第１金属反射層の下部に設けられ、第２パターンを含む下部パターン膜と、を含み、
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタは、入射光の主光線角度（CRA: Chief Ray Angle）が変わることによって発生する中心波長シフトを補償するために、前記キャビティの第１パターン及び前記下部パターン膜の第２パターンが前記ユニットフィルタの位置によって変化するように構成された、分光フィルタ。
【請求項2】
前記第１及び第２パターンのサイズを変化させることにより、前記キャビティ及び前記下部パターン膜の有効屈折率が調節される、請求項１に記載の分光フィルタ。
【請求項3】
前記キャビティは、同一厚みを有するように設けられ、前記下部パターン膜は、同一厚みを有するように設けられる、請求項１に記載の分光フィルタ。
【請求項4】
前記第１及び第２金属反射層は、それぞれＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｗ、ＴｉまたはＴｉＮを含む、請求項１に記載の分光フィルタ。
【請求項5】
前記各ユニットフィルタは、前記第２金属反射層の上部に設けられ、第３パターンを含む上部パターン膜をさらに含む、請求項１に記載の分光フィルタ。
【請求項6】
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタは、前記上部パターン膜の第３パターンが前記ユニットフィルタの位置によって変化するように構成された、請求項５に記載の分光フィルタ。
【請求項7】
前記第２金属反射層の上部に設けられ、特定波長帯域のみを透過させるカラーフィルタをさらに含む、請求項１に記載の分光フィルタ。
【請求項8】
それぞれ互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含む複数のフィルタアレイを含み、
前記各ユニットフィルタは、
互いに離隔されて設けられる第１及び第２反射層と、
前記第１及び第２反射層間に設けられ、第１パターンを含むキャビティと、を含み、
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタのうち一部は、互いに異なる位置に設けられて発生する中心波長シフトを補償する波長シフト補償層を含む、分光フィルタ。
前記各ユニットフィルタは、
互いに離隔されて設けられる第１及び第２反射層と、
前記第１及び第２反射層間に設けられ、第１パターンを含むキャビティと、を含み、
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタのうち一部は、互いに異なる位置に設けられて発生する中心波長シフトを補償する波長シフト補償層を含む、分光フィルタ。
【請求項9】
前記波長シフト補償層は、前記ユニットフィルタの位置によって異なる厚みを有するように構成される、請求項８に記載の分光フィルタ。
【請求項10】
前記波長シフト補償層は、前記ユニットフィルタの位置によって変化するパターンを含む、請求項８に記載の分光フィルタ。
【請求項11】
前記第１及び第２反射層は、第１及び第２金属反射層を含む、請求項８に記載の分光フィルタ。
【請求項12】
前記第１金属反射層の下部には、第２パターンを含む下部パターン膜が設けられる、請求項１１に記載の分光フィルタ。
【請求項13】
前記下部パターン膜は、下部波長シフト補償層をさらに含む、請求項１２に記載の分光フィルタ。
【請求項14】
前記第２金属反射層の上部には、第３パターンを含む上部パターン膜が設けられる、請求項１１に記載の分光フィルタ。
【請求項15】
前記上部パターン膜は、上部波長シフト補償層をさらに含む、請求項１４に記載の分光フィルタ。
【請求項16】
複数の画素を含む画素アレイと、
前記画素アレイに設けられる分光フィルタと、を含み、
前記分光フィルタは、それぞれ互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含む複数のフィルタアレイを含み、
前記各ユニットフィルタは、
互いに離隔されて設けられる第１及び第２金属反射層と、
前記第１及び第２金属反射層間に設けられ、第１パターンを含むキャビティと、
前記第１金属反射層の下部に設けられ、第２パターンを含む下部パターン膜と、を含み、
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタは、互いに異なる位置に設けられて発生する中心波長シフトを補償するために、前記キャビティの第１パターン及び前記下部パターン膜の第２パターンが前記ユニットフィルタの位置によって変化するように構成された、イメージセンサ。
前記画素アレイに設けられる分光フィルタと、を含み、
前記分光フィルタは、それぞれ互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含む複数のフィルタアレイを含み、
前記各ユニットフィルタは、
互いに離隔されて設けられる第１及び第２金属反射層と、
前記第１及び第２金属反射層間に設けられ、第１パターンを含むキャビティと、
前記第１金属反射層の下部に設けられ、第２パターンを含む下部パターン膜と、を含み、
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタは、互いに異なる位置に設けられて発生する中心波長シフトを補償するために、前記キャビティの第１パターン及び前記下部パターン膜の第２パターンが前記ユニットフィルタの位置によって変化するように構成された、イメージセンサ。
【請求項17】
前記各ユニットフィルタは、前記第２金属反射層の上部に設けられ、第３パターンを含む上部パターン膜をさらに含む、請求項１６に記載のイメージセンサ。
【請求項18】
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタは、前記上部パターン膜の第３パターンが前記ユニットフィルタの位置によって変化するように構成された、請求項１７に記載のイメージセンサ。
【請求項19】
前記分光フィルタは、前記第２金属反射層の上部に設けられ、特定波長帯域のみを透過させるカラーフィルタをさらに含む、請求項１６に記載のイメージセンサ。
【請求項20】
前記イメージセンサは、タイミングコントローラ、ロウデコーダ及び出力回路をさらに含む、請求項１６に記載のイメージセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、分光フィルタ、それを含むイメージセンサ及び電子装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のイメージセンサは、波長帯域を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の３つの区間にのみ分類したが、色表現精度と対象体認識性能の向上のためには、波長帯域をより多くの区間に分ける分光フィルタを具備したイメージセンサの開発が必要である。しかしながら、従来の分光フィルタは、体積が大きく、複合の光学素子部品で構成された専用カメラ用に使用されており、半導体チップ上に分光フィルタを集積したイメージセンサのモジュール技術は、まだ研究開発中である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明が解決しようとする課題は、分光フィルタ、それを含むイメージセンサ及び電子装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
一側面において、
それぞれ互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含む複数のフィルタアレイを含み、
前記各ユニットフィルタは、
互いに離隔されて設けられる第１及び第２金属反射層と、
前記第１及び第２金属反射層間に設けられ、第１パターンを含むキャビティと、
前記第１金属反射層の下部に設けられ、第２パターンを含む下部パターン膜と、を含み、
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタは、入射光の主光線角度（CRA: Chief Ray Angle）が変わることによって発生する中心波長シフトを補償するために、前記キャビティの第１パターン及び前記下部パターン膜の第２パターンが前記ユニットフィルタの位置によって変化するように構成された分光フィルタが提供される。
それぞれ互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含む複数のフィルタアレイを含み、
前記各ユニットフィルタは、
互いに離隔されて設けられる第１及び第２金属反射層と、
前記第１及び第２金属反射層間に設けられ、第１パターンを含むキャビティと、
前記第１金属反射層の下部に設けられ、第２パターンを含む下部パターン膜と、を含み、
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタは、入射光の主光線角度（CRA: Chief Ray Angle）が変わることによって発生する中心波長シフトを補償するために、前記キャビティの第１パターン及び前記下部パターン膜の第２パターンが前記ユニットフィルタの位置によって変化するように構成された分光フィルタが提供される。
【0005】
前記第１及び第２パターンのサイズを変化させることにより、前記キャビティ及び前記下部パターン膜の有効屈折率が調節されうる。
【0006】
前記キャビティは、同一厚みを有するように設けられ、前記下部パターン膜は、同一厚みを有するように設けられうる。
【0007】
前記キャビティは、第１誘電体と、前記第１誘電体と異なる屈折率を有し、前記第１パターンを形成する第２誘電体と、を含む。
【0008】
前記下部パターン膜は、第３誘電体と、前記第３誘電体と異なる屈折率を有し、前記第２パターンを形成する第４誘電体と、を含む。
【0009】
前記第１及び第２金属反射層は、それぞれＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｗ、ＴｉまたはＴｉＮを含む。
【0010】
前記各ユニットフィルタは、前記第２金属反射層の上部に設けられ、第３パターンを含む上部パターン膜をさらに含む。
【0011】
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタは、前記上部パターン膜の第３パターンが前記ユニットフィルタの位置によって変化するように構成されうる。
【0012】
前記上部パターン膜は、第５誘電体と、前記第５誘電体と異なる屈折率を有し、前記第３パターンを形成する第６誘電体と、を含む。
【0013】
前記分光フィルタは、前記第２金属反射層の上部に設けられ、特定波長帯域のみを透過させるカラーフィルタをさらに含んでもよい。
【0014】
他の側面において、
それぞれ互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含む複数のフィルタアレイを含み、
前記各ユニットフィルタは、
互いに離隔されて設けられる第１及び第２ブラッグ反射層と、
前記第１及び第２ブラッグ反射層間に設けられ、パターンを含むキャビティと、を含み、
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタは、互いに異なる位置に設けられて発生する中心波長シフトを補償するために、前記キャビティのパターンが前記ユニットフィルタの位置によって変化するように構成された分光フィルタが提供される。
それぞれ互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含む複数のフィルタアレイを含み、
前記各ユニットフィルタは、
互いに離隔されて設けられる第１及び第２ブラッグ反射層と、
前記第１及び第２ブラッグ反射層間に設けられ、パターンを含むキャビティと、を含み、
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタは、互いに異なる位置に設けられて発生する中心波長シフトを補償するために、前記キャビティのパターンが前記ユニットフィルタの位置によって変化するように構成された分光フィルタが提供される。
【0015】
前記キャビティは、第１誘電体と、前記第１誘電体と異なる屈折率を有し、前記パターンを形成する第２誘電体と、を含む。
【0016】
前記分光フィルタは、前記第２ブラッグ反射層の上部に設けられ、特定波長帯域のみを透過させるカラーフィルタをさらに含んでもよい。
【0017】
さらに他の側面において、
それぞれ互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含む複数のフィルタアレイを含み、
前記各ユニットフィルタは、
互いに離隔されて設けられる第１及び第２反射層と、
前記第１及び第２反射層間に設けられ、第１パターンを含むキャビティと、を含み、
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタのうち一部は、互いに異なる位置に設けられて発生する中心波長シフトを補償する波長シフト補償層を含む分光フィルタが提供される。
それぞれ互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含む複数のフィルタアレイを含み、
前記各ユニットフィルタは、
互いに離隔されて設けられる第１及び第２反射層と、
前記第１及び第２反射層間に設けられ、第１パターンを含むキャビティと、を含み、
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタのうち一部は、互いに異なる位置に設けられて発生する中心波長シフトを補償する波長シフト補償層を含む分光フィルタが提供される。
【0018】
前記波長シフト補償層は、前記ユニットフィルタの位置によって異なる厚みを有するように構成されうる。
【0019】
前記波長シフト補償層は、前記ユニットフィルタの位置によって変化するパターンを含む。
【0020】
前記第１及び第２反射層は、第１及び第２金属反射層を含む。
【0021】
前記第１金属反射層の下部には、第２パターンを含む下部パターン膜が設けられうる。前記下部パターン膜は、下部波長シフト補償層をさらに含んでもよい。
【0022】
前記第２金属反射層の上部には、第３パターンを含む上部パターン膜が設けられうる。前記上部パターン膜は、上部波長シフト補償層をさらに含んでもよい。
【0023】
前記分光フィルタは、前記第２反射層の上部に設けられ、特定波長帯域のみを透過させるカラーフィルタをさらに含んでもよい。
【0024】
さらに他の側面において、
複数の画素を含む画素アレイと、
前記画素アレイに設けられる分光フィルタと、を含み、
前記分光フィルタは、それぞれ互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含む複数のフィルタアレイを含み、
前記各ユニットフィルタは、
互いに離隔されて設けられる第１及び第２金属反射層と、
前記第１及び第２金属反射層間に設けられ、第１パターンを含むキャビティと、
前記第１金属反射層の下部に設けられ、第２パターンを含む下部パターン膜と、を含み、
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタは、互いに異なる位置に設けられて発生する中心波長シフトを補償するために、前記キャビティの第１パターン及び前記下部パターン膜の第２パターンが前記ユニットフィルタの位置によって変化するように構成されたイメージセンサが提供される。
複数の画素を含む画素アレイと、
前記画素アレイに設けられる分光フィルタと、を含み、
前記分光フィルタは、それぞれ互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含む複数のフィルタアレイを含み、
前記各ユニットフィルタは、
互いに離隔されて設けられる第１及び第２金属反射層と、
前記第１及び第２金属反射層間に設けられ、第１パターンを含むキャビティと、
前記第１金属反射層の下部に設けられ、第２パターンを含む下部パターン膜と、を含み、
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタは、互いに異なる位置に設けられて発生する中心波長シフトを補償するために、前記キャビティの第１パターン及び前記下部パターン膜の第２パターンが前記ユニットフィルタの位置によって変化するように構成されたイメージセンサが提供される。
【0025】
前記各ユニットフィルタは、前記第２金属反射層の上部に設けられ、第３パターンを含む上部パターン膜をさらに含んでもよい。
【0026】
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタは、前記上部パターン膜の第３パターンが前記ユニットフィルタの位置によって変化するように構成されうる。
【0027】
前記分光フィルタは、前記第２金属反射層の上部に設けられ、特定波長帯域のみを透過させるカラーフィルタをさらに含んでもよい。
【0028】
前記イメージセンサは、タイミングコントローラ、ロウデコーダ及び出力回路をさらに含んでもよい。
【0029】
さらに他の側面において、
前述のイメージセンサを含む電子装置が提供される。
前述のイメージセンサを含む電子装置が提供される。
【0030】
前記電子装置は、モバイルフォン、スマートフォン、タブレット、スマートタブレット、デジタルカメラ、カムコーダ、ノート型パソコン、ＴＶ、スマートＴＶ、スマート冷蔵庫、保安カメラ、ロボットまたは医療用カメラを含む。
【0031】
さらに他の側面において、
複数の画素を含む画素アレイと、
前記画素アレイに設けられる分光フィルタと、を含み、
前記分光フィルタは、それぞれ互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含む複数のフィルタアレイを含み、
前記各ユニットフィルタは、
互いに離隔されて設けられる第１及び第２ブラッグ反射層と、
前記第１及び第２ブラッグ反射層間に設けられ、パターンを含むキャビティと、を含み、
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタは、互いに異なる位置に設けられて発生する中心波長シフトを補償するために、前記キャビティのパターンが前記ユニットフィルタの位置によって変化するように構成されたイメージセンサが提供される。
複数の画素を含む画素アレイと、
前記画素アレイに設けられる分光フィルタと、を含み、
前記分光フィルタは、それぞれ互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含む複数のフィルタアレイを含み、
前記各ユニットフィルタは、
互いに離隔されて設けられる第１及び第２ブラッグ反射層と、
前記第１及び第２ブラッグ反射層間に設けられ、パターンを含むキャビティと、を含み、
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタは、互いに異なる位置に設けられて発生する中心波長シフトを補償するために、前記キャビティのパターンが前記ユニットフィルタの位置によって変化するように構成されたイメージセンサが提供される。
【0032】
前記分光フィルタは、前記第２ブラッグ反射層の上部に設けられ、特定波長帯域のみを透過させるカラーフィルタをさらに含んでもよい。
【0033】
前記イメージセンサは、タイミングコントローラ、ロウデコーダ及び出力回路をさらに含んでもよい。
【0034】
さらに他の側面において、
複数の画素を含む画素アレイと、
前記画素アレイに設けられる分光フィルタと、を含み、
前記分光フィルタは、それぞれ互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含む複数のフィルタアレイを含み、
前記各ユニットフィルタは、
互いに離隔されて設けられる第１及び第２反射層と、
前記第１及び第２反射層間に設けられ、第１パターンを含むキャビティと、を含み、
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタのうち一部は、互いに異なる位置に設けられて発生する中心波長シフトを補償する波長シフト補償層を含むイメージセンサが提供される。
複数の画素を含む画素アレイと、
前記画素アレイに設けられる分光フィルタと、を含み、
前記分光フィルタは、それぞれ互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含む複数のフィルタアレイを含み、
前記各ユニットフィルタは、
互いに離隔されて設けられる第１及び第２反射層と、
前記第１及び第２反射層間に設けられ、第１パターンを含むキャビティと、を含み、
同一中心波長を有する前記ユニットフィルタのうち一部は、互いに異なる位置に設けられて発生する中心波長シフトを補償する波長シフト補償層を含むイメージセンサが提供される。
【0035】
前記波長シフト補償層は、前記ユニットフィルタの位置によって異なる厚みを有するように構成されうる。
【0036】
前記波長シフト補償層は、前記ユニットフィルタの位置によって変化するパターンを含む。
【0037】
前記第１及び第２反射層は、第１及び第２金属反射層を含む。
【0038】
前記第１金属反射層の下部には、第２パターンを含む下部パターン膜が設けられうる。前記下部パターン膜は、下部波長シフト補償層をさらに含んでもよい。
【0039】
前記第２金属反射層の上部には、第３パターンを含む上部パターン膜が設けられうる。前記上部パターン膜は、上部波長シフト補償層をさらに含んでもよい。
【0040】
前記分光フィルタは、前記第２反射層の上部に設けられ、特定波長帯域のみを透過させるカラーフィルタをさらに含んでもよい。
【0041】
前記イメージセンサは、タイミングコントローラ、ロウデコーダ及び出力回路をさらに含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】例示的な実施形態によるイメージセンサの断面を概略的に示す図面である。
【図2】例示的な実施形態による分光フィルタの平面図を示す図面である。
【図5】比較例による分光フィルタを示す図面である。
【図7】例示的な実施形態による分光フィルタにおいて、互いに異なる位置に配置されたユニットフィルタを示す平面図である。
【図9】図８において、分光フィルタの中心にある第１ユニットフィルタの第１キャビティ、第１位置にある第１ユニットフィルタの第１キャビティ、及び第２位置にある第１ユニットフィルタの第１キャビティを例示的に示す内部平面図である。
【図12】他の例示的な実施形態による分光フィルタを示す図面である。
【図13】さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを示す図面である。
【図14】さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを示す図面である。
【図15】さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを示す図面である。
【図16】さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを示す図面である。
【図18】さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを示す図面である。
【図20】さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを示す図面である。
【図21】さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを示す図面である。
【図22】さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタを示す図面である。
【図23】例示的な実施形態によるイメージセンサのブロック図である。
【図24】例示的な実施形態によるイメージセンサを含む電子装置を概略的に示すブロック図である。
【図26】例示的な実施形態によるイメージセンサが適用された電子装置の多様な例を示す図面である。
【図27】例示的な実施形態によるイメージセンサが適用された電子装置の多様な例を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【0043】
以下、添付された図面を参照して、例示的な実施形態について詳細に説明する。以下の図面において、同じ参照符号は、同じ構成要素を指し、図面上で、各構成要素の大きさは、説明の明瞭性及び便宜上、誇張されうる。一方、以下に述べられる実施形態は、単に例示的なものに過ぎず、それら実施形態から多様な変形が可能である。
【0044】
以下で、「上部」や「上」と記載されたものは、接触してすぐ上下左右にあるものだけでなく、非接触で上下左右にあるものも含む。単数の表現は、文脈上明白に取り立てて意味しない限り、複数の表現を含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、それは、特に逆の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。
【0045】
「前記」の用語、及びそれと類似した指示用語の使用は、単数及び複数の両方に該当するものである。方法を構成する段階について、明白に順序を記載するか、または反する記載がなければ、当該段階は、適当な順序で行われてもよいが、必ずしも記載された順序に限定されるものではない。
【0046】
また、明細書に記載された「…部」、「モジュール」などの用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、それは、ハードウェアまたはソフトウェアにより具現されたり、ハードウェアとソフトウェアとの結合により具現されたりする。
【0047】
図面に示した構成要素間の線の連結または連結部材は、機能的な連結、及び／または物理的または回路的連結を例示的に表すものであり、実際の装置では、代替可能であったり追加されたりする多様な機能的な連結、物理的な連結、または回路的な連結として表される。
【0048】
全ての例または例示的な用語の使用は、単に技術的思想を詳細に説明するためのものであり、特許請求の範囲により限定されない限り、当該例または例示的な用語によって範囲が限定されるものではない。
【0049】
図１は、例示的な実施形態によるイメージセンサ１０００の断面を概略的に示す図面である。図１に示されたイメージセンサ１０００は、例えば、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）イメージセンサまたはＣＣＤ（charge coupled device）イメージセンサを含んでもよい。
【0050】
図１を参照すれば、イメージセンサ１０００は、画素アレイ６５と、当該画素アレイ上に設けられる共振器構造体８０とを含むものでもある。ここで、画素アレイ６５は、二次元的に配列される複数の画素を含み、共振器構造体８０は、複数の画素に対応して設けられる複数の共振器を含む。図１には、画素アレイ６５が４個の画素を含み、共振器構造体８０が４個の共振器を含む場合が例示的に示されている。
【0051】
画素アレイ６５の各画素は、光電変換素子であるフォトダイオード（photodiode）６２と、当該フォトダイオード６２を駆動させるための駆動回路５２とを含むものでもある。フォトダイオード６２は、半導体基板６１に埋め込まれるように設けられうる。半導体基板６１としては、例えば、シリコン基板が使用されるが、それに限定されるものではない。半導体基板６１の下面には、配線層（wiring layer）５１が設けられ、当該配線層５１の内部に、例えば、ＭＯＳＦＥＴのような駆動回路５２が設けられうる。
【0052】
半導体基板６１の上部には、複数の共振器を含む共振器構造体８０が設けられている。各共振器は、所望の特定波長領域の光を透過させるように設けられうる。各共振器は、互いに離隔されて設けられる第１及び第２反射層８１、８２と、第１反射層８１と第２反射層８２との間に設けられるキャビティ８３ａ、８３ｂ、８３ｃ、８３ｄとを含むものでもある。第１及び第２反射層それぞれは、例えば、金属反射層またはブラッグ反射層を含んでもよい。各キャビティ８３ａ、８３ｂ、８３ｃ、８３ｄは、所望の特定波長領域の光を共振させるように設けられうる。
【0053】
半導体基板６１の上面と共振器構造体８０との間には、第１機能層７１が設けられうる。第１機能層７１は、例えば、共振器構造体８０を透過してフォトダイオード６２側に入射される光の透過度を向上させる役割を行うことができる。このために、第１機能層７１は、屈折率が調節された誘電体層または誘電体パターンを含んでもよい。
【0054】
共振器構造体８０の上面には、第２機能層７２が設けられうる。第２機能層７２は、例えば、共振器構造体８０側に入射される光の透過度を向上させる役割を行うことができる。このために、第２機能層７２は、屈折率が調節された誘電体層または誘電体パターンを含んでもよい。第２機能層７２の上面には、第３機能層９０がさらに設けられてもよい。第３機能層９０は、例えば、反射防止層（antireflection layer）、集束レンズ、カラーフィルタ、短波長吸収フィルタまたは長波長遮断フィルタなどを含むが、それらは、単に例示的なものである。
【0055】
前述の第１、第２及び第３機能層７１、７２、９０のうち少なくとも１層は、共振器構造体８０と共に後述する分光フィルタを構成することができる。以下、例示的な実施形態による分光フィルタを具体的に説明する。
【0056】
図２は、例示的な実施形態による分光フィルタ１１００の平面図である。
【0057】
図２を参照すれば、分光フィルタ１１００は、二次元形態に配列される複数のフィルタアレイ１１１０を含むものでもある。図２には、５×５アレイ形態に配列される２５個のフィルタアレイが例示的に示されている。ここで、各フィルタアレイ１１１０は、例えば、４×４アレイ形態に配列される互いに異なる中心波長を有する１６個のユニットフィルタＦ１～Ｆ１６を含む。
【0058】
【0059】
図２及び図３を参照すれば、分光フィルタ１１００は、二次元形態に配列される複数のユニットフィルタＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を含む。当該分光フィルタ１１００の下部には、複数のユニットフィルタＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４に対応する複数の画素１０１、１０２、１０３、１０４を含む画素アレイ４１００が設けられうる。図３には、４個の第１、第２、第３及び第４ユニットフィルタＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、並びに４個の第１、第２、第３及び第４画素１０１、１０２、１０３、１０４が例示的に示されている。第１、第２、第３及び第４ユニットフィルタＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４は、互いに異なる中心波長を有するように設けられうる。
【0060】
分光フィルタ１１００は、複数の共振器を含む共振層１２０を含む。共振層１２０は、互いに離隔されて設けられる第１及び第２金属反射層１２７、１２８と、第１及び第２金属反射層１２７、１２８間に設けられる複数のキャビティ１２１、１２２、１２３、１２４とを含む。第１及び第２金属反射層１２７、１２８は、それぞれ下部及び上部金属反射層にもなる。図３には、４個の第１、第２、第３及び第４共振器、並びに４個の第１、第２、第３及び第４キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４が例示的に示されている。
【0061】
第１共振器は、第１及び第２金属反射層１２７、１２８と、第１及び第２金属反射層１２７、１２８間に設けられる第１キャビティ１２１とを含み、第２共振器は、第１及び第２金属反射層１２７、１２８と、第１及び第２金属反射層１２７、１２８間に設けられる第２キャビティ１２２とを含む。そして、第３共振器は、第１及び第２金属反射層１２７、１２８と、第１及び第２金属反射層１２７、１２８間に設けられる第３キャビティ１２３とを含み、第４共振器は、第１及び第２金属反射層１２７、１２８と、第１及び第２金属反射層１２７、１２８間に設けられる第４キャビティ１２４とを含む。ここで、第１、第２、第３及び第４共振器は、互いに異なる中心波長を有することができる。
【0062】
各共振器は、ファブリ・ペロー（Fabry-Perot）構造を有することができる。光が第２金属反射層１２８を透過して各キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４に入射されれば、当該光は、第１及び第２金属反射層１２７、１２８間で各キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４の内部を往復し、その過程で補強干渉と相殺干渉を起こすこととなる。そして、各キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４において、補強干渉条件を満足する特定中心波長を有する光が第１金属反射層１２７を透過して画素アレイ４１００の各画素１０１、１０２、１０３、１０４に入射される。
【0063】
第１及び第２金属反射層１２７、１２８は、所定波長領域の光を反射させることができる金属物質を含むものでもある。例えば、第１及び第２金属反射層１２７、１２８は、それぞれＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｗ、ＴｉまたはＴｉＮなどを含むが、それらは、単に例示的なものである。第１及び第２金属反射層１２７、１２８は、同じ金属物質を含むが、必ずしもそれに限定されるものではなく、第１及び第２金属反射層１２７、１２８が互いに異なる金属物質を含むこともできる。また、一部キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４に設けられる第１金属反射層（または、第２金属反射層）は、他のキャビティ１２１、１２２、１２３、１２４に設けられる第１金属反射層（または、第２金属反射層）とは異なる金属物質を含むものでもある。第１及び第２金属反射層１２７、１２８は、ほぼ数十ｎｍの厚みにも設けられる。例えば、第１及び第２金属反射層１２７、１２８それぞれは、ほぼ１０ｎｍ～５０ｎｍの厚みを有するが、それに限定されるものではない。
【0064】
第１、第２、第３及び第４キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４は、有効屈折率を調節することにより、互いに異なる中心波長を有するように設けられうる。このために、第１、第２、第３及び第４キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４は、中心波長に対応する互いに異なる第１パターンを含む。例えば、第１キャビティ１２１は、第１中心波長に対応する第１パターンを有することができ、第２キャビティ１２２は、第２中心波長に対応する第１パターンを有することができる。第３キャビティ１２３は、第３中心波長に対応する第１パターンを有することができ、第４キャビティ１２４は、第４中心波長に対応する第１パターンを有することができる。
【0065】
各キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４は、第１誘電体１２５ａと、当該第１誘電体１２５ａ内に周期的に配置されて第１パターンを形成する複数の第２誘電体１２５ｂとを含むものでもある。ここで、第２誘電体１２５ｂは、第１誘電体１２５ａと異なる屈折率を有することができる。第１及び第２誘電体１２５ａ、１２５ｂは、それぞれ、例えば、シリコン、シリコン酸化物、シリコン窒化物またはチタン酸化物などを含んでもよい。具体的な例として、第１誘電体１２５ａは、シリコン酸化物を含み、第２誘電体１２５ｂは、チタン酸化物を含むが、それは、単に例示的なものである。
【0066】
図４Ａ及び図４Ｂには、各キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４に適用可能な例示的な第１パターンが示されている。図４Ａを参照すれば、一例による第１パターン１７０では、第１誘電体１７０ａの内部に、第１誘電体１７０ａより高い屈折率を有する第２誘電体１７０ｂが二次元アレイ形態に配列されている。図４Ａには、各第２誘電体１７０ｂが円形の断面を有する場合が例示的に示されているが、その他にも、各第２誘電体１７０ｂは、他の多様な形状の断面を有することができる。図４Ｂを参照すれば、他の例による第１パターン１８０では、第１誘電体１８０ａの内部に、第１誘電体１８０ａより低い屈折率を有する第２誘電体１８０ｂが二次元アレイ形態に配列されている。図４Ｂには、各第２誘電体１８０ｂが四角形の断面を有する場合が例示的に示されているが、その他にも、各第２誘電体１８０ｂは、他の多様な形状の断面を有することができる。
【0067】
図３に示されたように、第１誘電体１２５ａ内で周期的に配置される第２誘電体１２５ｂのサイズ及び／または形態を変化させることにより、互いに異なる第１パターンを形成することができ、これにより、有効屈折率を変化させ、互いに異なる中心波長を有するキャビティ１２１、１２２、１２３、１２４を形成することができる。
【0068】
キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４の下面には、エッチング停止層（etch stop layer）１２９がさらに設けられてもよい。当該エッチング停止層１２９は、キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４の形成のためのパターニング工程をより容易にするためのものである。エッチング停止層１２９は、例えば、シリコン酸化物、チタン酸化物またはハフニウム酸化物などを含むが、それらに限定されるものではない。
【0069】
以上のように、第１、第２、第３及び第４キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４は、第１及び第２金属反射層１２７、１２８間で中心波長に対応する互いに異なる第１パターンを有するように形成可能である。これにより、第１、第２、第３及び第４キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４は、同一厚みにも形成される。例えば、第１、第２、第３及び第４キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４は、ほぼ５０ｎｍ～１０００ｎｍの厚みを有するが、それに限定されるものではない。
【0070】
共振層１２０と画素アレイ４１００との間には、下部誘電膜１３０が設けられている。当該下部誘電膜１３０は、ユニットフィルタＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４の透過率を向上させるために設けられる。下部誘電膜１３０は、互いに異なる中心波長に対応して設けられる複数の下部パターン膜１３１、１３２、１３３、１３４を含むものでもある。
【0071】
下部誘電膜１３０は、第１、第２、第３及び第４下部パターン膜１３１、１３２、１３３、１３４を含むものでもある。第１、第２、第３及び第４下部パターン膜１３１、１３２、１３３、１３４は、それぞれ第１、第２、第３及び第４キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４の下部に設けられうる。第１、第２、第３及び第４下部パターン膜１３１、１３２、１３３、１３４は、有効屈折率を調節することにより、互いに異なる中心波長に対応するように設けられうる。
【0072】
前述の第１、第２、第３及び第４キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４と同様に、第１、第２、第３及び第４下部パターン膜１３１、１３２、１３３、１３４は、中心波長に対応する互いに異なる第２パターンを含む。例えば、第１下部パターン膜１３１は、第１中心波長に対応する第２パターンを有することができ、第２下部パターン膜１３２は、第２中心波長に対応する第２パターンを有することができる。第３下部パターン膜１３３は、第３中心波長に対応する第２パターンを有することができ、第４下部パターン膜１３４は、第４中心波長に対応する第２パターンを有することができる。
【0073】
各下部パターン膜１３１、１３２、１３３、１３４の第２パターンは、前述の各キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４の第１パターンと類似した形態を有することができる。各下部パターン膜１３１、１３２、１３３、１３４は、第３誘電体１３５ａと、当該第３誘電体１３５ａ内に周期的に配置されて第２パターンを形成する複数の第４誘電体１３５ｂとを含むものでもある。ここで、第４誘電体１３５ｂは、第３誘電体１３５ａと異なる屈折率を有することができる。第３及び第４誘電体１３５ａ、１３５ｂは、それぞれ、例えば、チタン酸化物、シリコン窒化物、ハフニウム酸化物、シリコン酸化物または高屈折ポリマーなどを含むが、それらに限定されるものではない。
【0074】
第３誘電体１３５ａ内で周期的に配置される第４誘電体１３５ｂのサイズ及び／または形態を変化させることにより、互いに異なる第２パターンを形成することができ、これにより、有効屈折率が変化することにより、互いに異なる中心波長に対応する下部パターン膜１３１、１３２、１３３、１３４が形成可能である。
【0075】
下部パターン膜１３１、１３２、１３３、１３４の下面には、エッチング停止層１３９がさらに設けられてもよい。当該エッチング停止層１３９は、下部パターン膜１３１、１３２、１３３、１３４の形成のためのパターニング工程をより容易にするためのものである。エッチング停止層１３９は、例えば、シリコン酸化物、チタン酸化物またはハフニウム酸化物などを含むが、それらに限定されるものではない。
【0076】
以上のように、第１、第２、第３及び第４下部パターン膜１３１、１３２、１３３、１３４は、中心波長に対応して互いに異なる第２パターンを有するように形成可能である。従って、前述の第１、第２、第３及び第４キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４と同様に、第１、第２、第３及び第４下部パターン膜１３１、１３２、１３３、１３４は、同一厚みにも形成される。例えば、第１、第２、第３及び第４下部パターン膜１３１、１３２、１３３、１３４は、ほぼ１００ｎｍ～１０００ｎｍの厚みを有するが、それに限定されるものではない。
【0077】
共振層１２０の上面には、上部誘電膜２４０がさらに設けられてもよい。当該上部誘電膜２４０は、ユニットフィルタの透過率を向上させるために設けられる。上部誘電膜２４０は、互いに異なる中心波長に対応して設けられる複数の上部パターン膜２４１、２４２、２４３、２４４を含むものでもある。
【0078】
上部誘電膜２４０は、第１、第２、第３及び第４上部パターン膜２４１、２４２、２４３、２４４を含むものでもある。第１、第２、第３及び第４上部パターン膜２４１、２４２、２４３、２４４は、それぞれ第１、第２、第３及び第４キャビティ１２１、１２２、１２３、１２４の上部に設けられうる。
【0079】
第１、第２、第３及び第４上部パターン膜２４１、２４２、２４３、２４４は、有効屈折率を調節することにより、互いに異なる中心波長に対応するように設けられうる。第１、第２、第３及び第４上部パターン膜２４１、２４２、２４３、２４４は、中心波長に対応する互いに異なる第３パターンを含む。例えば、第１上部パターン膜２４１は、第１中心波長に対応する第３パターンを有することができ、第２上部パターン膜２４２は、第２中心波長に対応する第３パターンを有することができる。第３上部パターン膜２４３は、第３中心波長に対応する第３パターンを有することができ、第４上部パターン膜２４４は、第４中心波長に対応する第３パターンを有することができる。
【0080】
各上部パターン膜２４１、２４２、２４３、２４４の第３パターンは、前述の各下部パターン膜１３１、１３２、１３３、１３４の第２パターンと類似した形態を有することができる。各上部パターン膜２４１、２４２、２４３、２４４は、第５誘電体２４５ａと、当該第５誘電体２４５ａ内に周期的に配置されて第３パターンを形成する複数の第６誘電体２４５ｂとを含むものでもある。ここで、第６誘電体２４５ｂは、第５誘電体２４５ａと異なる屈折率を有することができる。第５及び第６誘電体２４５ａ、２４５ｂは、それぞれ、例えば、チタン酸化物、シリコン窒化物、ハフニウム酸化物、シリコン酸化物または高屈折ポリマーなどを含むが、それらに限定されるものではない。
【0081】
第５誘電体２４５ａ内で周期的に配置される第６誘電体２４５ｂのサイズ及び／または形態を変化させることにより、互いに異なる第３パターンを形成することができ、これにより、有効屈折率が変化することにより、互いに異なる中心波長に対応する上部パターン膜２４１、２４２、２４３、２４４が形成可能である。
【0082】
上部パターン膜２４１、２４２、２４３、２４４の下面には、エッチング停止層２４９がさらに設けられてもよい。エッチング停止層２４９は、例えば、シリコン酸化物、チタン酸化物またはハフニウム酸化物などを含むが、それらに限定されるものではない。
【0083】
以上のように、第１、第２、第３及び第４上部パターン膜２４１、２４２、２４３、２４４は、中心波長に対応して互いに異なる第３パターンを有するように形成可能である。従って、前述のキャビティ１２１、１２２、１２３、１２４及び下部パターン膜１３１、１３２、１３３、１３４と同様に、第１、第２、第３及び第４上部パターン膜２４１、２４２、２４３、２４４は、同一厚みにも形成される。例えば、第１、第２、第３及び第４上部パターン膜２４１、２４２、２４３、２４４は、ほぼ１００ｎｍ～１０００ｎｍの厚みを有するが、それに限定されるものではない。
【0084】
図５は、比較例による分光フィルタ１１００’を示す図面である。
【0085】
図５を参照すれば、分光フィルタ１１００’は、二次元形態に配列される複数のフィルタアレイ１１１０’を含み、各フィルタアレイ１１１０’は、互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含むものでもある。複数のフィルタアレイは、同一構造を有するように構成されうる。例えば、分光フィルタ１１００’の中心に位置したフィルタアレイ１１１０’のユニットフィルタは、分光フィルタ１１００’の外郭に位置したフィルタアレイ１１１０’を構成するユニットフィルタとも同じである。
【0086】
図５には、分光フィルタ１１００’の中心に位置したフィルタアレイ１１１０’の第１ユニットフィルタＦ１と、分光フィルタ１１００’の外郭に位置したフィルタアレイ１１１０’の第１ユニットフィルタＦ１’とが例示的に示されている。ここで、分光フィルタ１１００’の中心に位置した第１ユニットフィルタＦ１と、分光フィルタ１１００’の外郭に位置した第１ユニットフィルタＦ１’は、互いに同じく構成されている。
【0087】
図５を参照すれば、分光フィルタ１１００’の中心に位置した第１ユニットフィルタＦ１には、光学システム５０を介して入射光が垂直に入射され、分光フィルタ１１００’の外郭に位置した第１ユニットフィルタＦ１’には、光学システム５０を介して入射光が傾斜して入射される。分光フィルタ１１００’の中心に位置した第１ユニットフィルタＦ１に入射される光の主光線角度（CRA: Chief Ray Angle）は、０°となり、分光フィルタ１１００’の外郭に位置した第１ユニットフィルタＦ１’に入射される光の主光線角度は、所定角度（θ）となる。
【0088】
分光フィルタ１１００’の中心から外郭に行くほど、入射光の主光線角度（θ）は次第に増加し、比較例による分光フィルタ１１００’では、入射光の主光線角度が増加するにつれて、ユニットフィルタの中心波長が短波の方にシフトされる効果が発生しうる。
【0089】
図６は、図５に示された分光フィルタ１１００’において、入射光の主光線角度が変化することによって発生する中心波長シフトを例示的に示すシミュレーション結果である。図６において、Ｃ１は、入射光の主光線角度が０°である分光フィルタ１１００’の中心に位置した第１ユニットフィルタＦ１の透過スペクトルを示し、Ｃ２は、入射光の主光線角度が３０°である分光フィルタ１１００’の外郭に位置した第１ユニットフィルタＦ１’の透過スペクトルを示す。
【0090】
図６を参照すれば、分光フィルタ１１００’の中心に位置した第１ユニットフィルタＦ１の中心波長は、λ１であるが、分光フィルタ１１００’の外郭に位置した第１ユニットフィルタＦ１’の中心波長は、λ１より短いλ１’にシフトしたことが分かる。
【0091】
以上のように、比較例による分光フィルタ１１００’では、入射光の主光線角度が変化することにより、中心波長シフトが発生するので、分光フィルタ１１００’の中心に位置したユニットフィルタと、分光フィルタ１１００’の外郭に位置したユニットフィルタとが互いに同じ構造を有しているが、互いに異なる中心波長を有することができる。
【0092】
例示的な実施形態は、ユニットフィルタの位置により、キャビティ及び下部パターン膜の有効屈折率を変化させることにより、入射光の主光線角度が変わることによって発生する中心波長シフトを補償することができる分光フィルタ１１００を提供する。
【0093】
以下、分光フィルタ１１００を構成するフィルタアレイ１１１０それぞれのユニットフィルタのうち、同一中心波長を有し、互いに異なる位置に配置された第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”を例として説明する。
【0094】
図７は、例示的な実施形態による分光フィルタ１１００において、互いに異なる位置に配置された第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”を示す平面図であり、図８は、図７のII－II’線に沿って見た断面図である。
【0095】
図７及び図８において、Ｌ１は、入射光の主光線角度がθ１である第１位置を連結した円を示し、Ｌ２は、入射光の主光線角度がθ２（＞θ１）である第２位置を連結した円を示す。Ｆ１は、分光フィルタの中心にある第１ユニットフィルタを示し、Ｆ１’は、入射光の主光線角度がθ１である第１位置にある第１ユニットフィルタを示し、Ｆ１”は、入射光の主光線角度がθ２である第２位置にある第１ユニットフィルタを示す。ここで、互いに異なる位置に設けられた第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”は、いずれも同一中心波長を有することができる。
【0096】
図７及び図８を参照すれば、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”それぞれは、互いに離隔されて設けられる第１及び第２金属反射層１２７、１２８と、第１及び第２金属反射層１２７、１２８間に設けられる第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”と、第１金属反射層１２７の下部に設けられる第１下部パターン膜１３１、１３１’、１３１”とを含むものでもある。そして、第２金属反射層１２８の上部には、第１上部パターン膜２４１、２４１’、２４１”がさらに設けられてもよい。第１下部パターン膜１３１、１３１’、１３１”の下部には、画素アレイ４１００の画素１０１、２０１、３０１が配置されうる。
【0097】
第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”は、第１誘電体１２５ａ、１２５ａ’、１２５ａ”と、当該第１誘電体１２５ａ、１２５ａ’、１２５ａ”内に周期的に配置されて第１パターンを形成する複数の第２誘電体１２５ｂ、１２５ｂ’、１２５ｂ”とを含むものでもある。ここで、第２誘電体１２５ｂ、１２５ｂ’、１２５ｂ”は、第１誘電体１２５ａ、１２５ａ’、１２５ａ”と異なる屈折率を有することができる。第１下部パターン膜１３１、１３１’、１３１”は、第３誘電体１３５ａ、１３５ａ’、１３５ａ”と、当該第３誘電体１３５ａ、１３５ａ’、１３５ａ”内に周期的に配置されて第２パターンを形成する複数の第４誘電体１３５ｂ、１３５ｂ’、１３５ｂ”とを含むものでもある。ここで、第４誘電体１３５ｂ、１３５ｂ’、１３５ｂ”は、第３誘電体１３５ａ、１３５ａ’、１３５ａ”と異なる屈折率を有することができる。第１上部パターン膜２４１、２４１’、２４１”は、第５誘電体２４５ａ、２４５ａ’、２４５ａ”と、当該第５誘電体２４５ａ、２４５ａ’、２４５ａ”内に周期的に配置されて第３パターンを形成する複数の第６誘電体２４５ｂ、２４５ｂ’、２４５ｂ”とを含むものでもある。ここで、第６誘電体２４５ｂ、２４５ｂ’、２４５ｂ”は、第５誘電体２４５ａ、２４５ａ’、２４５ａ”と異なる屈折率を有することができる。
【0098】
本実施形態では、入射光の主光線角度が変わることによって発生する中心波長シフトを補償するために、第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”及び第１下部パターン膜１３１、１３１’、１３１”は、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置によって有効屈折率が調節されるように構成可能である。また、第１上部パターン膜２４１、２４１’、２４１”も、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置によって有効屈折率が調節されるように構成可能である。
【0099】
第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が変わるにつれて、第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”の第１パターンを変化させることにより、第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”の有効屈折率を変化させることができる。ここで、第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”の有効屈折率は、入射光の主光線角度によって発生する中心波長シフトを補償する程度にも調節される。第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が分光フィルタ１１００の中心から外郭に行くほど、入射光の主光線角度が大きくなり、これにより、中心波長シフト効果は増大しうる。従って、中心波長シフトを補償するためには、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が分光フィルタの中心から外郭に行くほど、第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”の有効屈折率変化が大きくなる。
【0100】
第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”の第１パターンは、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が変わるにつれて、そのサイズが変化するように形成可能である。具体的には、第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”の第１パターンは、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が分光フィルタ１１００の中心から外郭に行くにつれて、サイズが変化するように形成される。図９は、分光フィルタ１１００の中心にある第１ユニットフィルタＦ１の第１キャビティ１２１、第１位置にある第１ユニットフィルタＦ１’の第１キャビティ１２１’、及び第２位置にある第１ユニットフィルタＦ１”の第１キャビティ１２１”を例示的に示す内部平面図である。図９を参照すれば、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が分光フィルタ１１００の中心から外郭に行くほど、第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”の第１パターンは、そのサイズが次第に大きくなる。しかしながら、必ずしもそれに限定されるものではなく、第１及び第２誘電体を構成する物質により、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が分光フィルタ１１００の中心から外郭に行くほど、第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”の第１パターンは、そのサイズが次第に小さくなることも可能である。
【0101】
第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が変わるにつれて、第１下部パターン膜１３１、１３１’、１３１”の第２パターンを変化させることにより、第１下部パターン膜１３１、１３１’、１３１”の有効屈折率を変化させることができる。ここで、第１下部パターン膜１３１、１３１’、１３１”の有効屈折率は、入射光の主光線角度によって発生する中心波長シフトを補償する程度にも調節される。
【0102】
第１下部パターン膜１３１、１３１’、１３１”の第２パターンは、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が変わるにつれて、そのサイズが変化するように形成可能である。具体的には、第１下部パターン膜１３１、１３１’、１３１”の第２パターンは、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が分光フィルタ１１００の中心から外郭に行くにつれて、そのサイズが大きくなるか、あるいは小さくなるように形成される。
【0103】
第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が変わるにつれて、第１上部パターン膜２４１、２４１’、２４１”の第３パターンを変化させることにより、第１上部パターン膜２４１、２４１’、２４１”の有効屈折率を変化させることができる。ここで、第１上部パターン膜２４１、２４１’、２４１”の有効屈折率は、入射光の主光線角度によって発生する中心波長シフトを補償する程度にも調節される。第１上部パターン膜２４１、２４１’、２４１”の第３パターンは、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が変わるにつれて、そのサイズが変化するように形成される。
【0104】
図１０は、図８に示された分光フィルタにおいて、第１キャビティの有効屈折率のみを変化させた場合に透過スペクトルを示すシミュレーション結果である。図１０において、Ｃ１は、入射光の主光線角度が０°である位置における第１ユニットフィルタの透過スペクトルを示し、Ｃ２は、入射光の主光線角度が３０°である位置における第１ユニットフィルタの透過スペクトルを示す。
【0105】
図１０を参照すれば、第１キャビティの有効屈折率を調節することにより、入射光の主光線角度が３０°である位置における第１ユニットフィルタは、入射光の主光線角度が０°である位置における第１ユニットフィルタと同一中心波長を有することができるが、透過度は、入射光の主光線角度が０°である位置における第１ユニットフィルタに比べて低くなることが分かる。
【0106】
図１１は、図８に示された分光フィルタにおいて、第１キャビティ、第１下部パターン膜及び第１上部パターン膜の有効屈折率を変化させた場合に透過スペクトルを示す図面である。図１１において、Ｃ１は、入射光の主光線角度が０°である位置における第１ユニットフィルタの透過スペクトルを示し、Ｃ２は、入射光の主光線角度が３０°である位置における第１ユニットフィルタの透過スペクトルを示す。
【0107】
図１１を参照すれば、第１キャビティ、第１下部パターン膜及び第１上部パターン膜の有効屈折率を調節することにより、入射光の主光線角度が３０°である位置における第１ユニットフィルタは、入射光の主光線角度が０°である位置における第１ユニットフィルタと同一中心波長を有し、類似した透過度を有することが分かる。
【0108】
以上のように、本実施形態による分光フィルタ１１００では、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が変化するにつれて、第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”、第１下部パターン膜１３１、１３１’、１３１”及び第１上部パターン膜２４１、２４１’、２４１”の有効屈折率を変化させることにより、入射光の主光線角度が変わることによって発生する中心波長シフトを補償することができ、これにより、互いに異なる位置に設けられた第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”がいずれも同一中心波長を有することができる。
【0109】
図１２は、他の例示的な実施形態による分光フィルタ１２００を示す図面である。図１２に示された分光フィルタ１２００は、第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”上に、上部パターン膜の代わりにカラーフィルタ１５０が設けられているという点を除いては、図８に示された分光フィルタ１１００と同一である。
【0110】
図１２を参照すれば、第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”の第１パターンは、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が変わるにつれて、そのサイズが変化するように形成可能である。具体的には、第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”の第１パターンは、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が分光フィルタ１１００の中心から外郭に行くにつれて、そのサイズが変化するように形成される。そして、第１下部パターン膜１３１、１３１’、１３１”の第２パターンは、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が変わるにつれて、そのサイズが変化するように形成可能である。
【0111】
第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”の上部には、カラーフィルタ１５０が設けられうる。ここで、カラーフィルタ１５０は、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”が所望しない波長帯域の光を遮断する役割を行うことができる。例えば、カラーフィルタ１５０は、青色、緑色または赤色のカラーフィルタを含んでもよい。
【0112】
図１３は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタ１３００を示す図面である。
【0113】
図１３を参照すれば、分光フィルタ１３００は、二次元形態に配列される複数のフィルタアレイ１１１０を含み、各フィルタアレイは、互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含むものでもある。図１３には、複数のフィルタアレイそれぞれから選択された、同一中心波長を有し、互いに異なる位置に配置された第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”が例示的に示されている。ここで、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”は、同一中心波長を有している。
【0114】
第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”それぞれは、互いに離隔されて設けられる第１及び第２ブラッグ反射層３４１、３４２と、第１及び第２ブラッグ反射層３４１、３４２間に設けられる第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”とを含むものでもある。
【0115】
第１及び第２ブラッグ反射層３４１、３４２は、分散ブラッグ反射器（DBR: Distributed Bragg Reflector）にもなる。第１ブラッグ反射層３４１は、互いに異なる屈折率を有する第１及び第２物質層３４１ａ、３４１ｂが交互に積層された構造を有することができ、第２ブラッグ反射層３４２は、互いに異なる屈折率を有する第３及び第４物質層３４２ａ、３４２ｂが交互に積層された構造を有することができる。
【0116】
第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”は、第１誘電体１２５ａ、１２５ａ’、１２５ａ”と、当該第１誘電体１２５ａ、１２５ａ’、１２５ａ”内に周期的に配置されて第１パターンを形成する複数の第２誘電体１２５ｂ、１２５ｂ’、１２５ｂ”とを含むものでもある。ここで、第２誘電体１２５ｂ、１２５ｂ’、１２５ｂ”は、第１誘電体１２５ａ、１２５ａ’、１２５ａ”と異なる屈折率を有することができる。
【0117】
第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が変わるにつれて、第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”の第１パターンを変化させることにより、第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”の有効屈折率を変化させることができる。ここで、第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”の有効屈折率は、入射光の主光線角度によって発生する中心波長シフトを補償する程度にも調節される。
【0118】
第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”の第１パターンは、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が変わるにつれて、そのサイズが変化するように形成可能である。具体的には、第１キャビティ１２１、１２１’、１２１”の第１パターンは、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が分光フィルタ１１００の中心から外郭に行くにつれて、そのサイズが変化するように形成される。
【0119】
図１４は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタ１４００を示す図面である。図１４に示された分光フィルタ１４００は、カラーフィルタ４５０をさらに含むという点を除いては、図１３に示された分光フィルタ１３００と同一である。
【0120】
図１４を参照すれば、第２ブラッグ反射層３４２上にカラーフィルタ４５０が設けられている。ここで、カラーフィルタ４５０は、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”が所望しない波長帯域の光を遮断する役割を行うものであり、例えば、カラーフィルタ４５０は、青色、緑色または赤色のカラーフィルタを含んでもよい。
【0121】
図１５は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタ１５００を示す図面である。
【0122】
図１５を参照すれば、分光フィルタ１５００は、二次元形態に配列される複数のフィルタアレイ１１１０を含み、各フィルタアレイ１１１０は、互いに異なる中心波長を有する複数のユニットフィルタを含むものでもある。図１５には、各フィルタアレイ１１１０のユニットフィルタのうち、分光フィルタ１５００の中心にある第１ユニットフィルタＦ１、入射光の主光線角度がθ１である第１位置に設けられた第１ユニットフィルタＦ１’、及び入射光の主光線角度がθ２である第２位置に設けられた第１ユニットフィルタＦ１”が例示的に示されている。ここで、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”は、同一中心波長を有している。
【0123】
第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”それぞれは、互いに離隔されて設けられる第１及び第２金属反射層１２７、１２８と、第１及び第２金属反射層１２７、１２８間に設けられる第１キャビティ１２１と、第１金属反射層１２７の下部に設けられる第１下部パターン膜１３１とを含むものでもある。そして、第２金属反射層１２８の上部には、第１上部パターン膜２４１がさらに設けられてもよい。
【0124】
各第１キャビティ１２１は、第１誘電体１２５ａと、当該第１誘電体１２５ａ内に周期的に配置されて第１パターンを形成する複数の第２誘電体１２５ｂとを含むものでもある。ここで、第１キャビティ１２１は、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”全てに対して同一サイズの第１パターンを含む。
【0125】
各第１下部パターン膜１３１は、第３誘電体１３５ａと、当該第３誘電体１３５ａ内に周期的に配置されて第２パターンを形成する複数の第４誘電体１３５ｂとを含むものでもある。ここで、第１下部パターン膜１３１は、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”全てに対して同一サイズの第２パターンを含む。
【0126】
各第１上部パターン膜２４１は、第５誘電体２４５ａと、当該第５誘電体２４５ａ内に周期的に配置されて第３パターンを形成する複数の第６誘電体２４５ｂとを含むものでもある。ここで、第１上部パターン膜２４１は、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”全てに対して同一サイズの第３パターンを含む。
【0127】
第１位置にある第１ユニットフィルタＦ１’は、第１キャビティ１２１と第２金属反射層１２８との間に設けられた第１波長シフト補償層５６１’をさらに含み、第２位置にある第１ユニットフィルタＦ１”は、第１キャビティ１２１と第２金属反射層１２８との間に設けられた第２波長シフト補償層５６１”をさらに含んでもよい。第１及び第２波長シフト補償層５６１’、５６１”は、第１ユニットフィルタＦ１’、Ｆ１”の位置によって発生する中心波長シフトを補償するために設けられうる。
【0128】
第１及び第２波長シフト補償層５６１’、５６１”は、所定の誘電物質、例えば、シリコン窒化物を含むが、それに限定されるものではない。第１及び第２波長シフト補償層５６１’、５６１”は、例えば、ほぼ１ｎｍ～３０ｎｍの厚みを有するが、それは、単に例示的なものである。
【0129】
第１及び第２波長シフト補償層５６１’、５６１”は、第１ユニットフィルタＦ１’、Ｆ１”の位置によって有効屈折率を調節するために、互いに異なる厚みにも設けられる。例えば、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が分光フィルタ１５００の中心から外郭に行くほど、入射光の主光線角度が大きくなり、これにより、中心波長シフト効果が増大しうる。従って、そのような中心波長シフトを補償するためには、第２波長シフト補償層５６１”が第１波長シフト補償層５６１’に比べてさらに厚い厚みを有することができる。
【0130】
以上、第１及び第２波長シフト補償層５６１’、５６１”が第１キャビティ１２１にのみ設けられる場合が説明された。しかしながら、それに限定されず、第１及び第２波長シフト補償層５６１’、５６１”は、第１下部パターン膜１３１及び／または第１上部パターン膜２４１にさらに設けられることも可能である。
【0131】
図１６は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタ１６００を示す図面である。
【0132】
図１６を参照すれば、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”それぞれは、互いに離隔されて設けられる第１及び第２金属反射層１２７、１２８と、第１及び第２金属反射層１２７、１２８間に設けられる第１キャビティ１２１と、第１金属反射層１２７の下部に設けられる第１下部パターン膜１３１とを含むものでもある。そして、第２金属反射層１２８の上部には、第１上部パターン膜２４１がさらに設けられてもよい。
【0133】
各第１キャビティ１２１は、第１誘電体１２５ａと、当該第１誘電体１２５ａ内に周期的に配置されて第１パターンを形成する複数の第２誘電体１２５ｂとを含むものでもある。ここで、第１キャビティ１２１は、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”全てに対して同一サイズの第１パターンを含む。各第１下部パターン膜１３１は、第３誘電体１３５ａと、当該第３誘電体１３５ａ内に周期的に配置されて第２パターンを形成する複数の第４誘電体１３５ｂとを含むものでもある。ここで、第１下部パターン膜１３１は、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”全てに対して同一サイズの第２パターンを含む。各第１上部パターン膜２４１は、第５誘電体２４５ａと、当該第５誘電体２４５ａ内に周期的に配置されて第３パターンを形成する複数の第６誘電体２４５ｂとを含むものでもある。ここで、第１上部パターン膜２４１は、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”全てに対して同一サイズの第３パターンを含む。
【0134】
分光フィルタ１６００の中心にある第１ユニットフィルタＦ１は、第１キャビティ１２１と第２金属反射層１２８との間に設けられた第１波長シフト補償層６６１をさらに含み、第１位置にある第１ユニットフィルタＦ１’は、第１キャビティ１２１と第２金属反射層１２８との間に設けられた第２波長シフト補償層６６１’をさらに含み、第２位置にある第１ユニットフィルタＦ１”は、第１キャビティ１２１と第２金属反射層１２８との間に設けられた第３波長シフト補償層６６１”をさらに含んでもよい。第１、第２及び第３波長シフト補償層６６１、６６１’、６６１”は、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置によってサイズが変化する第４パターンを含む。
【0135】
図１７は、分光フィルタ１６００の中心にある第１ユニットフィルタＦ１の第１波長シフト補償層６６１、第１位置にある第１ユニットフィルタＦ１’の第２波長シフト補償層６６１’、及び第２位置にある第１ユニットフィルタＦ１”の第３波長シフト補償層６６１”を例示的に示す内部平面図である。図１７を参照すれば、第１、第２及び第３波長シフト補償層６６１、６６１’、６６１”は、それぞれ、第７誘電体６６１ａ、６６１ａ’、６６１ａ”と、当該第７誘電体６６１ａ、６６１ａ’、６６１ａ”内に周期的に配置されて第４パターンを形成する複数の第８誘電体６６１ｂ、６６１ｂ’、６６１ｂ”とを含むものでもある。
【0136】
第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が分光フィルタ１６００の中心から外郭に行くほど、第１、第２及び第３波長シフト補償層６６１、６６１’、６６１”の第４パターンは、そのサイズが次第に大きくなるように形成される。しかし、必ずしもそれに限定されるものではなく、第７誘電体６６１ａ、６６１ａ’、６６１ａ”及び第８誘電体６６１ｂ、６６１ｂ’、６６１ｂ”を構成する物質により、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が分光フィルタ１６００の中心から外郭に行くほど、第１、第２及び第３波長シフト補償層６６１、６６１’、６６１”の第４パターンは、そのサイズが次第に小さくなるように形成されることも可能である。前述の第１、第２及び第３波長シフト補償層６６１、６６１’、６６１”は、第１下部パターン膜１３１及び／または第１上部パターン膜２４１にさらに設けられることも可能である。
【0137】
図１８は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタ１７００を示す図面である。図１８に示された分光フィルタ１７００は、第１、第２及び第３波長シフト補償層７６１、７６１’、７６１”を除いては、図１６に示された分光フィルタ１６００と同一である。
【0138】
図１８を参照すれば、分光フィルタ１７００の中心にある第１ユニットフィルタＦ１は、第１キャビティ１２１と第２金属反射層１２８との間に設けられた第１波長シフト補償層７６１をさらに含み、第１位置にある第１ユニットフィルタＦ１’は、第１キャビティ１２１と第２金属反射層１２８との間に設けられた第２波長シフト補償層７６１’をさらに含み、第２位置にある第１ユニットフィルタＦ１”は、第１キャビティ１２１と第２金属反射層１２８との間に設けられた第３波長シフト補償層７６１”をさらに含んでもよい。第１、第２及び第３波長シフト補償層７６１、７６１’、７６１”は、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置によってサイズが変化する第４パターンを含む。
【0139】
図１９は、分光フィルタ１７００の中心にある第１ユニットフィルタＦ１の第１波長シフト補償層７６１、第１位置にある第１ユニットフィルタＦ１’の第２波長シフト補償層７６１’、及び第２位置にある第１ユニットフィルタＦ１”の第３波長シフト補償層７６１”を例示的に示す内部平面図である。図１９を参照すれば、第１、第２及び第３波長シフト補償層７６１、７６１’、７６１”は、それぞれ、第７誘電体７６１ａ、７６１ａ’、７６１ａ”と、当該第７誘電体７６１ａ、７６１ａ’、７６１ａ”内に配置されて第４パターンを形成する第８誘電体７６１ｂ、７６１ｂ’、７６１ｂ”とを含むものでもある。
【0140】
第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置が分光フィルタ１７００の中心から外郭に行くほど、第１、第２及び第３波長シフト補償層７６１、７６１’、７６１”の第４パターンは、そのサイズが次第に大きくなるように形成されるが、それに限定されない。
【0141】
図２０は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタ１８００を示す図面である。図２０に示された分光フィルタ１８００は、第１、第２及び第３波長シフト補償層８６１、８６１’、８６１”上に、上部パターン膜の代わりにカラーフィルタ８５０が設けられているという点を除いては、図１６に示された分光フィルタ１６００と同一である。
【0142】
図面には、第１キャビティ１２１に設けられた第１、第２及び第３波長シフト補償層８６１、８６１’、８６１”が図１６に示された第１、第２及び第３波長シフト補償層６６１、６６１’、６６１”である場合が例示的に示されている。しかしながら、それに限定されるものではなく、第１キャビティ１２１には、図１５に示された第１及び第２波長シフト補償層５６１’、５６１”が設けられてもよく、図１８に示された第１、第２及び第３波長シフト補償層７６１、７６１’、７６１”が設けられてもよい。
【0143】
第１、第２及び第３シフト補償層８６１、８６１’、８６１”には、カラーフィルタ８５０が設けられうる。ここで、カラーフィルタ８５０は、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”が所望しない波長帯域の光を遮断するものであり、例えば、青色、緑色または赤色のカラーフィルタを含んでもよい。
【0144】
図２１は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタ１９００を示す図面である。
【0145】
図２１を参照すれば、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”それぞれは、互いに離隔されて設けられる第１及び第２ブラッグ反射層３４１、３４２と、第１及び第２ブラッグ反射層３４１、３４２間に設けられる第１キャビティ１２１とを含むものでもある。ここで、第１キャビティ１２１は、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”全てに対して同一サイズの第１パターンを含む。
【0146】
分光フィルタ１９００の中心にある第１ユニットフィルタＦ１は、第１キャビティ１２１と第２ブラッグ反射層１２８との間に設けられた第１波長シフト補償層９６１をさらに含み、第１位置にある第１ユニットフィルタＦ１’は、第１キャビティ１２１と第２ブラッグ反射層１２８との間に設けられた第２波長シフト補償層９６１’をさらに含み、第２位置にある第１ユニットフィルタＦ１”は、第１キャビティ１２１と第２ブラッグ反射層１２８との間に設けられた第３波長シフト補償層９６１”をさらに含んでもよい。
【0147】
第１、第２及び第３波長シフト補償層９６１、９６１’、９６１”は、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”の位置によってサイズが変化する第４パターンを含む。図面には、第１キャビティ１２１に設けられた第１、第２及び第３波長シフト補償層９６１、９６１’、９６１”が図１６に示された第１、第２及び第３波長シフト補償層６６１、６６１’、６６１”である場合が例示的に示されている。しかしながら、それに限定されるものではなく、第１キャビティ１２１には、図１５に示された第１及び第２波長シフト補償層５６１’、５６１”が設けられてもよく、図１８に示された第１、第２及び第３波長シフト補償層７６１、７６１’、７６１”が設けられてもよい。
【0148】
図２２は、さらに他の例示的な実施形態による分光フィルタ２０００を示す図面である。図２２に示された分光フィルタ２０００は、カラーフィルタ１０５０をさらに含むという点を除いては、図２１に示された分光フィルタ１９００と同一である。
【0149】
図２２を参照すれば、第２ブラッグ反射層３４２上にカラーフィルタ１０５０が設けられている。ここで、カラーフィルタ１０５０は、第１ユニットフィルタＦ１、Ｆ１’、Ｆ１”が所望しない波長帯域の光を遮断する役割を行うものであり、例えば、カラーフィルタ１０５０は、青色、緑色または赤色のカラーフィルタを含んでもよい。
【0150】
図２３は、例示的な実施形態によるイメージセンサの概略的なブロック図である。
【0151】
図２３を参照すれば、イメージセンサ１０００は、分光フィルタ１１００、画素アレイ４１００、タイミングコントローラ４０１０、ロウデコーダ４０２０及び出力回路４０３０を含むものでもある。該イメージセンサは、ＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサを含むが、それらに限定されない。
【0152】
分光フィルタ１１００は、互いに異なる波長領域の光を透過させるものであり、二次元に配列される複数のユニットフィルタを含む。画素アレイ４１００は、複数のユニットフィルタを透過した、互いに異なる波長の光を感知する複数の画素を含む。具体的には、画素アレイ４１００は、複数のロウと複数のカラムとに沿って、二次元に配列された画素を含む。ロウデコーダ４０２０は、タイミングコントローラ４０１０から出力されたロウアドレス信号に応答して、画素アレイ４１００のロウの１つを選択する。出力回路４０３０は、選択されたロウに沿って配列された複数の画素から、カラム単位で光感知信号を出力する。そのために、出力回路４０３０は、カラムデコーダとアナログ・デジタル変換器（ADC: analog to digital converter）とを含む。例えば、出力回路４０３０は、カラムデコーダと画素アレイ４１００との間で、カラム別にそれぞれ配置された複数のＡＤＣ、またはカラムデコーダの出力端に配置された１つのＡＤＣを含むものでもある。タイミングコントローラ４０１０、ロウデコーダ４０２０及び出力回路４０３０は、１つのチップまたはそれぞれ別個のチップによっても具現される。出力回路４０３０を介して出力された映像信号を処理するためのプロセッサが、タイミングコントローラ４０１０、ロウデコーダ４０２０及び出力回路４０３０と共に、１つのチップによっても具現される。画素アレイ４１００は、互いに異なる波長の光を感知する複数の画素を含み、ここで、画素の配列は、多様な方式により具現可能である。
【0153】
前述の分光フィルタ１１００～２０００の何れかを含むイメージセンサ１０００は、多様な高性能光学装置または高性能電子装置に採用可能である。当該電子装置は、例えば、スマートフォン（smart phone）、携帯電話、ＰＤＡ（personal digital assistant）、ラップトップ（laptop）、ＰＣ（personal computer）、多様なポータブル機器、家電製品、保安カメラ、医療用カメラ、自動車、事物インターネット（IoT; Internet of Things）機器、その他のモバイルまたは非モバイルのコンピューティング装置であるが、それらに制限されない。
【0154】
該電子装置は、イメージセンサ１０００以外にも、イメージセンサを制御するプロセッサ、例えば、アプリケーションプロセッサ（AP: Application Processor）をさらに含んでもよく、該プロセッサを介してオペレーティングシステムまたはアプリケーションプログラムを駆動し、多数のハードウェアまたはソフトウェアの構成要素を制御することができ、各種データ処理及び演算を遂行することができる。該プロセッサは、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）及び／またはイメージ信号プロセッサ（Image Signal Processor）をさらに含んでもよい。該プロセッサにイメージ信号プロセッサが含まれる場合、イメージセンサにより獲得されたイメージ（または、映像）を、プロセッサを利用して保存及び／または出力することができる。
【0155】
図２４は、イメージセンサ１０００を含む電子装置ＥＤ０１の一例を示すブロック図である。図２４を参照すれば、ネットワーク環境ＥＤ００において、電子装置ＥＤ０１は、第１ネットワークＥＤ９８（近距離無線通信ネットワークなど）を介して他の電子装置ＥＤ０２と通信するか、あるいは第２ネットワークＥＤ９９（遠距離無線通信ネットワークなど）を介してさらに他の電子装置ＥＤ０４及び／またはサーバＥＤ０８と通信することができる。電子装置ＥＤ０１は、サーバＥＤ０８を介して電子装置ＥＤ０４と通信することができる。電子装置ＥＤ０１は、プロセッサＥＤ２０、メモリＥＤ３０、入力装置ＥＤ５０、音響出力装置ＥＤ５５、表示装置ＥＤ６０、オーディオモジュールＥＤ７０、センサモジュールＥＤ７６、インターフェースＥＤ７７、ハプティックモジュールＥＤ７９、カメラモジュールＥＤ８０、電力管理モジュールＥＤ８８、バッテリＥＤ８９、通信モジュールＥＤ９０、加入者識別モジュールＥＤ９６及び／またはアンテナモジュールＥＤ９７を含む。電子装置ＥＤ０１には、当該構成要素のうち一部構成要素（表示装置ＥＤ６０など）が省略されてもよく、他の構成要素が追加されてもよい。当該構成要素のうち一部は、１つの統合された回路により具現可能である。例えば、センサモジュールＥＤ７６（指紋センサ、虹彩センサ、照度センサなど）は、表示装置ＥＤ６０（ディスプレイなど）に組み込まれて具現可能である。また、イメージセンサ１０００に分光機能が含まれる場合、センサモジュールの一部機能（カラーセンサ、照度センサ）が別途のセンサモジュールではないイメージセンサ１０００自体で具現可能である。
【0156】
プロセッサＥＤ２０は、ソフトウェア（プログラムＥＤ４０など）を実行し、プロセッサＥＤ２０に連結された電子装置ＥＤ０１のうち１つまたは複数個の他の構成要素（ハードウェア、ソフトウェアの構成要素など）を制御することができ、多様なデータ処理または演算を遂行することができる。データ処理または演算の一部として、プロセッサＥＤ２０は、他の構成要素（センサモジュールＥＤ７６、通信モジュールＥＤ９０など）から受信された命令及び／またはデータを揮発性メモリＥＤ３２にロードし、揮発性メモリＥＤ３２に保存された命令及び／またはデータを処理し、結果データを不揮発性メモリＥＤ３４に保存することができる。プロセッサＥＤ２０は、メインプロセッサＥＤ２１（中央処理装置、アプリケーションプロセッサなど）と、それと独立してまたは共に運用可能な補助プロセッサＥＤ２３（グラフィック処理装置、イメージシグナルプロセッサ、センサハブプロセッサ、コミュニケーションプロセッサなど）とを含む。補助プロセッサＥＤ２３は、メインプロセッサＥＤ２１よりも電力を低く使用し、特化された機能を遂行することができる。
【0157】
補助プロセッサＥＤ２３は、メインプロセッサＥＤ２１がインアクティブ状態（スリープ状態）にある間に、メインプロセッサＥＤ２１の代わりに、あるいはメインプロセッサＥＤ２１がアクティブ状態（アプリケーション実行状態）にある間に、メインプロセッサＥＤ２１と共に、電子装置ＥＤ０１の構成要素のうち一部構成要素（表示装置ＥＤ６０、センサモジュールＥＤ７６、通信モジュールＥＤ９０など）と関連した機能及び／または状態を制御することができる。補助プロセッサＥＤ２３（イメージシグナルプロセッサ、コミュニケーションプロセッサなど）は、機能的に関連した他の構成要素（カメラモジュールＥＤ８０、通信モジュールＥＤ９０など）の一部としても具現可能である。
【0158】
メモリＥＤ３０は、電子装置ＥＤ０１の構成要素（プロセッサＥＤ２０、センサモジュールＥＤ７６など）が必要とする多様なデータを保存することができる。該データは、例えば、ソフトウェア（プログラムＥＤ４０など）、並びにそれと関連した命令に係わる入力データ及び／または出力データを含む。メモリＥＤ３０は、揮発性メモリＥＤ３２及び／または不揮発性メモリＥＤ３４を含む。不揮発性メモリＥＤ３４は、電子装置ＥＤ０１内に固定装着された内蔵メモリＥＤ３６と、脱着可能な外装メモリＥＤ３８とを含む。
【0159】
プログラムＥＤ４０は、メモリＥＤ３０にソフトウェアとして保存され、オペレーティングシステムＥＤ４２、ミドルウェアＥＤ４４及び／またはアプリケーションＥＤ４６を含む。
【0160】
入力装置ＥＤ５０は、電子装置ＥＤ０１の構成要素（プロセッサＥＤ２０など）に使用される命令及び／またはデータを、電子装置ＥＤ０１の外部（ユーザなど）から受信することができる。入力装置ＥＤ５０は、マイク、マウス、キーボード及び／またはデジタルペン（スタイラスペンなど）を含む。
【0161】
音響出力装置ＥＤ５５は、音響信号を電子装置ＥＤ０１の外部に出力することができる。音響出力装置ＥＤ５５は、スピーカ及び／またはレシーバを含む。該スピーカは、マルチメディア再生または録音再生のように一般的な用途に使用され、該レシーバは、着信電話を受信するために使用される。該レシーバは、該スピーカの一部に結合されていてもよく、独立した別途の装置で具現されてもよい。
【0162】
表示装置ＥＤ６０は、電子装置ＥＤ０１の外部に情報を視覚的に提供することができる。表示装置ＥＤ６０は、ディスプレイ、ホログラム装置またはプロジェクタ、及び当該装置を制御するための制御回路を含む。表示装置ＥＤ６０は、タッチを感知するように設定されたタッチ回路（Touch Circuitry）、及び／またはタッチにより発生する力の強度を測定するように設定されたセンサ回路（圧力センサなど）を含む。
【0163】
オーディオモジュールＥＤ７０は、音を電気信号に変換させるか、あるいは電気信号を音に変換させることができる。オーディオモジュールＥＤ７０は、入力装置ＥＤ５０を介して音を獲得するか、あるいは音響出力装置ＥＤ５５及び／または電子装置ＥＤ０１と直接または無線で連結された他の電子装置（電子装置ＥＤ０２など）のスピーカ及び／またはヘッドホンを介して音を出力することができる。
【0164】
センサモジュールＥＤ７６は、電子装置ＥＤ０１の作動状態（電力、温度など）、または外部の環境状態（ユーザ状態など）を感知し、感知された状態に対応する電気信号及び／またはデータ値を生成することができる。センサモジュールＥＤ７６は、ジェスチャーセンサ、ジャイロセンサ、気圧センサ、マグネチックセンサ、加速度センサ、グリップセンサ、近接センサ、カラーセンサ、ＩＲ（Infrared）センサ、生体センサ、温度センサ、湿度センサ及び／または照度センサを含む。
【0165】
インターフェースＥＤ７７は、電子装置ＥＤ０１が他の電子装置（電子装置ＥＤ０２など）と直接または無線で連結されるために使用可能な１つまたは複数の指定されたプロトコルを支援することができる。インターフェースＥＤ７７は、ＨＤＭＩ（High Definition Multimedia Interface）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェース、ＳＤカードインターフェース及び／またはオーディオインターフェースを含む。
【0166】
連結端子ＥＤ７８は、電子装置ＥＤ０１が他の電子装置（電子装置ＥＤ０２など）と物理的に連結可能なコネクタを含む。連結端子ＥＤ７８は、ＨＤＭＩコネクタ、ＵＳＢコネクタ、ＳＤカードコネクタ及び／またはオーディオコネクタ（ヘッドホンコネクタなど）を含む。
【0167】
ハプティックモジュールＥＤ７９は、電気的信号を、ユーザが触覚または運動感覚を通じて認知可能な機械的な刺激（振動、動きなど）あるいは電気的な刺激に変換することができる。ハプティックモジュールＥＤ７９は、モータ、圧電素子及び／または電気刺激装置を含む。
【0168】
カメラモジュールＥＤ８０は、静止画及び動画を撮影することができる。カメラモジュールＥＤ８０は、１つまたは複数のレンズを含むレンズアセンブリ、図１のイメージセンサ１０００、イメージシグナルプロセッサ及び／またはフラッシュを含む。カメラモジュールＥＤ８０に含まれたレンズアセンブリは、イメージ撮影の対象である被写体から放出される光を収集することができる。
【0169】
電力管理モジュールＥＤ８８は、電子装置ＥＤ０１に供給される電力を管理することができる。電力管理モジュールＥＤ８８は、ＰＭＩＣ（Power Management Integrated Circuit）の一部としても具現される。
【0170】
バッテリＥＤ８９は、電子装置ＥＤ０１の構成要素に電力を供給することができる。バッテリＥＤ８９は、再充電不可能な一次電池、再充電可能な二次電池及び／または燃料電池を含む。
【0171】
通信モジュールＥＤ９０は、電子装置ＥＤ０１と他の電子装置（電子装置ＥＤ０２、電子装置ＥＤ０４、サーバＥＤ０８など）との直接（有線）通信チャネル及び／または無線通信チャネルの成立、並びに成立された通信チャネルを介した通信遂行を支援することができる。通信モジュールＥＤ９０は、プロセッサＥＤ２０（アプリケーションプロセッサなど）と独立して運用され、直接通信及び／または無線通信を支援する１つまたは複数のコミュニケーションプロセッサを含む。通信モジュールＥＤ９０は、無線通信モジュールＥＤ９２（セルラー通信モジュール、近距離無線通信モジュール、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）通信モジュールなど）及び／または有線通信モジュールＥＤ９４（ＬＡＮ（Local Area Network）通信モジュール、電力線通信モジュールなど）を含む。それらの通信モジュールのうち該当する通信モジュールは、第１ネットワークＥＤ９８（ブルートゥース、ＷｉＦｉ ＤｉｒｅｃｔまたはＩｒＤＡ（Infrared Data Association）のような近距離通信ネットワーク）、あるいは第２ネットワークＥＤ９９（セルラーネットワーク、インターネットまたはコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、ＷＡＮなど）のような遠距離通信ネットワーク）を介して他の電子装置と通信することができる。そのような多くの種類の通信モジュールは、１つの構成要素（単一チップなど）により統合されるか、あるいは互いに別途の複数の構成要素（複数チップ）により具現される。無線通信モジュールＥＤ９２は、加入者識別モジュールＥＤ９６に保存された加入者情報（国際モバイル加入者識別子（ＩＭＳＩ）など）を利用して、第１ネットワークＥＤ９８及び／または第２ネットワークＥＤ９９のような通信ネットワーク内で、電子装置ＥＤ０１を確認及び認証することができる。
【0172】
アンテナモジュールＥＤ９７は、信号及び／または電力を、外部（他の電子装置など）に送信するか、あるいは外部から受信することができる。アンテナは、基板（ＰＣＢなど）上に形成された導電性パターンからなる放射体を含む。アンテナモジュールＥＤ９７は、１つまたは複数のアンテナを含む。複数のアンテナが含まれた場合、通信モジュールＥＤ９０により、複数のアンテナのうち、第１ネットワークＥＤ９８及び／または第２ネットワークＥＤ９９のような通信ネットワークで使用される通信方式に好適なアンテナが選択される。選択されたアンテナを介して、通信モジュールＥＤ９０と他の電子装置との間に信号及び／または電力が送信または受信される。アンテナ以外に、他の部品（ＲＦＩＣ（ Radio Frequency Integrated Circuits）など）がアンテナモジュールＥＤ９７の一部として含まれてもよい。
【0173】
構成要素のうち一部は、周辺機器間の通信方式（バス、ＧＰＩＯ（General Purpose Input and Output）、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）、ＭＩＰＩ（Mobile Industry Processor Interface）など）を介して互いに連結され、信号（命令、データなど）を相互交換することができる。
【0174】
命令またはデータは、第２ネットワークＥＤ９９に連結されたサーバＥＤ０８を介して、電子装置ＥＤ０１と外部の電子装置ＥＤ０４との間において送信または受信される。他の電子装置ＥＤ０２、ＥＤ０４は、電子装置ＥＤ０１と同一または異なる種類の装置でもある。電子装置ＥＤ０１で実行される動作の全部または一部は、他の電子装置ＥＤ０２、ＥＤ０４、ＥＤ０８のうち１つまたは複数の装置で実行されてもよい。例えば、電子装置ＥＤ０１がある機能やサービスを遂行しなければならないとき、機能またはサービスを自体でもって実行させる代わりに、１つまたは複数の他の電子装置にその機能またはそのサービスの一部または全体を遂行することを要請することができる。要請を受信した１つまたは複数の他の電子装置は、要請と関連した追加の機能またはサービスを実行し、その実行の結果を電子装置ＥＤ０１に伝達することができる。そのために、クラウドコンピューティング技術、分散コンピューティング技術及び／またはクライアント・サーバコンピューティング技術が利用される。
【0175】
図２５は、図２４のカメラモジュールＥＤ８０を例示するブロック図である。図２５を参照すれば、カメラモジュールＥＤ８０は、レンズアセンブリＣＭ１０、フラッシュＣＭ２０、イメージセンサ１０００（図１のイメージセンサ１０００など）、イメージスタビライザーＣＭ４０、メモリＣＭ５０（バッファメモリなど）及び／またはイメージシグナルプロセッサＣＭ６０を含む。レンズアセンブリＣＭ１０は、イメージ撮影の対象である被写体から放出される光を収集することができる。カメラモジュールＥＤ８０は、複数のレンズアセンブリＣＭ１０を含み、その場合、カメラモジュールＥＤ８０は、デュアルカメラ、３６０°カメラまたは球状カメラ（Spherical Camera）にもなる。複数のレンズアセンブリＣＭ１０のうち一部は、同一なレンズ属性（画角、焦点距離、自動焦点、Ｆナンバー、光学ズームなど）を有するか、または異なるレンズ属性を有することができる。レンズアセンブリＣＭ１０は、広角レンズまたは望遠レンズを含む。
【0176】
フラッシュＣＭ２０は、被写体から放出または反射される光を強化するために使用される光を放出することができる。フラッシュＣＭ２０は、１つまたは複数の発光ダイオード（RGB(Red-Green-Blue)LED、White LED、Infrared LED、Ultraviolet LEDなど）及び／またはキセノンランプを含む。イメージセンサ１０００は、図１で説明したイメージセンサでもあり、被写体から放出または反射され、レンズアセンブリＣＭ１０を介して伝達された光を電気的な信号に変換することにより、被写体に対応するイメージを獲得することができる。イメージセンサ１０００は、ＲＧＢセンサ、ＢＷ（Black and White）センサ、ＩＲセンサまたはＵＶセンサのように、属性が異なるイメージセンサのうち選択された１つまたは複数のセンサを含む。イメージセンサ１０００に含まれたそれぞれのセンサは、ＣＣＤセンサ及び／またはＣＭＯＳセンサによっても具現される。
【0177】
イメージスタビライザーＣＭ４０は、カメラモジュールＥＤ８０、またはそれを含む電子装置ＥＤ０１の動きに反応し、レンズアセンブリＣＭ１０に含まれた１つまたは複数個のレンズ、またはイメージセンサ１０００を特定の方向に移動するか、あるいはイメージセンサ１０００の動作特性を制御（リードアウト（Read-Out）タイミングの調整など）して、動きによる否定的な影響が補償されるようにする。イメージスタビライザーＣＭ４０は、カメラモジュールＥＤ８０の内部または外部に配置されたジャイロセンサ（図示せず）または加速度センサ（図示せず）を利用して、カメラモジュールＥＤ８０または電子装置ＥＤ０１の動きを感知することができる。イメージスタビライザーＣＭ４０は、光学式にも具現される。
【0178】
メモリＣＭ５０は、イメージセンサ１０００を介して獲得されたイメージの一部または全体のデータを次のイメージ処理作業のために保存することができる。例えば、複数のイメージが高速に獲得される場合、獲得された原本データ（Bayer-Patternedデータ、高解像度データなど）はメモリＣＭ５０に保存し、低解像度イメージのみをディスプレイした後、選択された（ユーザ選択など）イメージの原本データがイメージシグナルプロセッサＣＭ６０に伝達されるようにするのに使用可能である。メモリＣＭ５０は、電子装置ＥＤ０１のメモリＥＤ３０に統合されているか、あるいは独立して運用される別途のメモリで構成される。
【0179】
イメージシグナルプロセッサＣＭ６０は、イメージセンサ１０００を介して獲得されたイメージ、またはメモリＣＭ５０に保存されたイメージデータに対し、イメージ処理を遂行することができる。該イメージ処理は、デプスマップ（Depth Map）生成、三次元モデリング、パノラマ生成、特徴点抽出、イメージ合成及び／またはイメージ補償（ノイズ低減、解像度調整、輝度調整、ブラーリング（Blurring）、シャープニング（Sharpening）、ソフトニング（Softening）など）を含む。イメージシグナルプロセッサＣＭ６０は、カメラモジュールＥＤ８０に含まれた構成要素（イメージセンサ１０００など）に対する制御（露出時間制御またはリードアウトタイミング制御など）を行うことができる。イメージシグナルプロセッサＣＭ６０により処理されたイメージは、追加処理のためにメモリＣＭ５０に再び保存されるか、あるいはカメラモジュールＥＤ８０の外部構成要素（メモリＥＤ３０、表示装置ＥＤ６０、電子装置ＥＤ０２、電子装置ＥＤ０４、サーバＥＤ０８など）に提供される。イメージシグナルプロセッサＣＭ６０は、プロセッサＥＤ２０に統合されるか、あるいはプロセッサＥＤ２０と独立して運用される別途のプロセッサで構成される。イメージシグナルプロセッサＣＭ６０がプロセッサＥＤ２０と別途のプロセッサで構成された場合、イメージシグナルプロセッサＣＭ６０により処理されたイメージは、プロセッサＥＤ２０により追加のイメージ処理を経た後、表示装置ＥＤ６０を介して表示可能である。
【0180】
電子装置ＥＤ０１は、それぞれ異なる属性または機能を有する複数のカメラモジュールＥＤ８０を含む。その場合、複数のカメラモジュールＥＤ８０のうち１つは広角カメラであり、他の１つは望遠カメラである。同様に、複数のカメラモジュールＥＤ８０のうち１つは前面カメラであり、他の１つは背面カメラである。
【0181】
実施形態によるイメージセンサ１０００は、図２６（ａ）に示されたモバイルフォンまたはスマートフォン５１００ｍ、図２６（ｂ）に示されたタブレットまたはスマートタブレット５２００、図２６（ｃ）に示されたデジタルカメラまたはカムコーダ５３００、図２６（ｄ）に示されたノート型パソコン５４００、あるいは図２６（ｅ）に示されたＴＶまたはスマートＴＶ ５５００などに適用可能である。例えば、スマートフォン５１００ｍまたはスマートタブレット５２００は、高解像イメージセンサがそれぞれ搭載された複数の高解像カメラを含む。該高解像カメラを利用して、映像内の被写体の深さ情報を抽出するか、映像のアウトフォーカシングを調節するか、あるいは映像内の被写体を自動的に識別することができる。
【0182】
また、イメージセンサ１０００は、図２７（ａ）に示されたスマート冷蔵庫５６００、図２７（ｂ）に示された保安カメラ５７００、図２７（ｃ）に示されたロボット５８００、図２７（ｄ）に示された医療用カメラ５９００などに適用可能である。例えば、スマート冷蔵庫５６００は、イメージセンサを利用して、冷蔵庫内にある食べ物を自動的に認識し、特定食べ物が存在するか否か、入庫または出庫された食べ物の種類などを、スマートフォンを介してユーザに報知することができる。保安カメラ５７００は、超高解像度映像を提供することができ、高い感度を利用して、暗い環境でも映像内の事物または人間を認識可能にする。ロボット５８００は、人間が直接接近できない災害または産業現場で投入され、高解像度映像を提供することができる。医療用カメラ５９００は、診断または手術のための高解像度映像を提供することができ、視野を動的に調節することができる。
【0183】
また、イメージセンサ１０００は、図２７（ｅ）に示されたように、車両６０００に適用可能である。車両６０００は、多様な位置に配置された複数の車両用カメラ６０１０、６０２０、６０３０、６０４０を含み、それぞれの車両用カメラ６０１０、６０２０、６０３０、６０４０は、一実施形態によるイメージセンサを含む。車両６０００は、複数の車両用カメラ６０１０、６０２０、６０３０、６０４０を利用して、車両６０００の内部または周辺に係わる多様な情報を運転手に提供することができ、映像内の事物または人間を自動的に認識し、自律走行に必要な情報を提供することができる。
【0184】
以上の例示的な実施形態による分光フィルタでは、同一中心波長を有するユニットフィルタが位置によって有効屈折率が変化するように構成された要素（例えば、キャビティ、下部パターン膜、上部パターン膜または波長シフト補償層）を含むことにより、入射光の主光線角度が変わることによって発生する中心波長シフトを補償することができる。
【0185】
前述の分光フィルタを具備するイメージセンサ及びそれを含む電子装置は、図面に示された実施形態を参照して述べられたが、それは例示的なものに過ぎず、当該分野における通常の知識を有する者ならば、それらから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。従って、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されなければならない。権利範囲は、前述の説明ではなく、特許請求の範囲に表されており、それと同等な範囲内にある全ての相違点は権利範囲に含まれたものと解釈されなければならない。
【符号の説明】
【0186】
１０１、２０１、３０１ 画素
１２１、１２１’、１２１” 第１キャビティ
１２５ａ、１２５ａ’、１２５ａ” 第１誘電体
１２５ｂ、１２５ｂ’、１２５ｂ” 第２誘電体
１２７ 第１金属反射層
１２８ 第２金属反射層
１２９ エッチング停止層
１３１、１３１’、１３１” 第１下部パターン膜
１３５ａ、１３５ａ’、１３５ａ” 第３誘電体
１３５ｂ、１３５ｂ’、１３５ｂ” 第４誘電体
１３９ エッチング停止層
２４１、２４１’、２４１” 第１上部パターン膜
２４５ａ、２４５ａ’、２４５ａ” 第５誘電体
２４５ｂ、２４５ｂ’、２４５ｂ” 第６誘電体
２４９ エッチング停止層
１１００ 分光フィルタ
１１１０ フィルタアレイ
Ｆ１、Ｆ１’、Ｆ１” 第１ユニットフィルタ
１２１、１２１’、１２１” 第１キャビティ
１２５ａ、１２５ａ’、１２５ａ” 第１誘電体
１２５ｂ、１２５ｂ’、１２５ｂ” 第２誘電体
１２７ 第１金属反射層
１２８ 第２金属反射層
１２９ エッチング停止層
１３１、１３１’、１３１” 第１下部パターン膜
１３５ａ、１３５ａ’、１３５ａ” 第３誘電体
１３５ｂ、１３５ｂ’、１３５ｂ” 第４誘電体
１３９ エッチング停止層
２４１、２４１’、２４１” 第１上部パターン膜
２４５ａ、２４５ａ’、２４５ａ” 第５誘電体
２４５ｂ、２４５ｂ’、２４５ｂ” 第６誘電体
２４９ エッチング停止層
１１００ 分光フィルタ
１１１０ フィルタアレイ
Ｆ１、Ｆ１’、Ｆ１” 第１ユニットフィルタ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
