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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】P2024075874
(43)【公開日】2024-06-05
(54)【発明の名称】撮像素子及びカメラシステム
(51)【国際特許分類】
H01L 27/146 20060101AFI20240529BHJP
【ＦＩ】
H01L27/146 A
H01L27/146 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022187090
(22)【出願日】2022-11-24
(71)【出願人】
【識別番号】000006035
【氏名又は名称】三菱ケミカル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000707
【氏名又は名称】弁理士法人市澤・川田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】服部 繁樹
(72)【発明者】
【氏名】中島 周平
(72)【発明者】
【氏名】岩▲崎▼ 英里
【テーマコード（参考）】
4M118
【Ｆターム（参考）】
4M118AA10
4M118AB01
4M118BA10
4M118BA14
4M118CA02
4M118CA09
4M118FA06
4M118FA27
4M118GA02
4M118GB03
4M118GB07
4M118GB11
4M118GC08
4M118GC11
4M118GC14
4M118GC20
4M118GD04
(57)【要約】
【課題】被写体の画像の色再現性をより高めた高精度のカラー画像を取得することができる撮像素子を提供する。
【解決手段】基板上にアレイ状に複数の光電変換部を配して撮像素子を形成する。複数の光電変換部は、赤色用の光電変換部、緑色用の光電変換部及び青色用の光電変換部からなる可視光用の光電変換部と、近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する近赤外光用の光電変換部と前記ＩＲ１とは異なる近赤外波長領域ＩＲ２の光を変換する近赤外光用の光電変換部とを含む構成とする。
【選択図】図２
【解決手段】基板上にアレイ状に複数の光電変換部を配して撮像素子を形成する。複数の光電変換部は、赤色用の光電変換部、緑色用の光電変換部及び青色用の光電変換部からなる可視光用の光電変換部と、近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する近赤外光用の光電変換部と前記ＩＲ１とは異なる近赤外波長領域ＩＲ２の光を変換する近赤外光用の光電変換部とを含む構成とする。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板に形成されアレイ状に配された複数の光電変換部を含む撮像素子であって、
前記複数の光電変換部は可視光用の光電変換部と近赤外光用の光電変換部とを含み、
前記可視光用の光電変換部は赤色用の光電変換部、緑色用の光電変換部、及び青色用の光電変換部を含んでおり、
前記近赤外光用の光電変換部は、近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する近赤外光用の光電変換部と、前記ＩＲ１とは異なる近赤外波長領域ＩＲ２の光を変換する近赤外光用の光電変換部とを含む撮像素子。
前記複数の光電変換部は可視光用の光電変換部と近赤外光用の光電変換部とを含み、
前記可視光用の光電変換部は赤色用の光電変換部、緑色用の光電変換部、及び青色用の光電変換部を含んでおり、
前記近赤外光用の光電変換部は、近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する近赤外光用の光電変換部と、前記ＩＲ１とは異なる近赤外波長領域ＩＲ２の光を変換する近赤外光用の光電変換部とを含む撮像素子。
【請求項2】
前記近赤外光波長領域ＩＲ１は波長７００～８００ｎｍの範囲、前記近赤外波長領域ＩＲ２は波長８００～９００ｎｍの範囲である、請求項１に記載の撮像素子。
【請求項3】
前記赤色用の光電変換部、前記緑色用の光電変換部、前記青色用の光電変換部、前記近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する近赤外光用の光電変換部及び前記近赤外波長領域ＩＲ２の光を変換する近赤外光用の光電変換部は、モザイク状に配列されている、請求項１又は２に記載の撮像素子。
【請求項4】
前記緑色用の光電変換部は、他の光電変換部に対して配置比率が高く設定されている、請求項１又は２に記載の撮像素子。
【請求項5】
基板には、隣接する光電変換部を分離するシャロートレンチ構造が形成されている、請求項１又は２に記載の撮像素子。
【請求項6】
前記可視光用の光電変換部の光入射面側には、カラーフィルタが配されている、請求項１又は２に記載の撮像素子。
【請求項7】
前記近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する光電変換部の光入射面側には、可視光及び前記近赤外光波長領域ＩＲ２の光を遮蔽するフィルタが配されている、請求項１又は２に記載の撮像素子。
【請求項8】
前記前記近赤外光波長領域ＩＲ２の光を変換する光電変換部の光入射面側には、可視光及び前記近赤外光波長領域ＩＲ１の光を遮蔽するフィルタが配されている、請求項１又は２に記載の撮像素子。
【請求項9】
前記近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する近赤外光用の光電変換部に配されたフィルタは色素を含むものである請求項７に記載の撮像素子。
【請求項10】
前記近赤外光波長領域ＩＲ２の光を変換する光電変換部に配されたフィルタは色素を含むものである請求項８に記載の撮像素子。
【請求項11】
被写体像を結像するための光学部と、
基板に形成されアレイ状に配された複数の光電変換部を含む撮像素子と、
前記光電変換部からの信号を処理する信号処理部とを少なくとも備えて、
前記複数の光電変換部は可視光用の光電変換部と近赤外光用の光電変換部とを含み、
前記可視光用の光電変換部は赤色用の光電変換部、緑色用の光電変換部、及び青色用の光電変換部を含んでおり、
前記近赤外光用の光電変換部は、近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する近赤外光用の光電変換部と、前記ＩＲ１とは異なる近赤外波長領域ＩＲ２の光を変換する近赤外光用の光電変換部とを含む構成を有するカメラシステム。
基板に形成されアレイ状に配された複数の光電変換部を含む撮像素子と、
前記光電変換部からの信号を処理する信号処理部とを少なくとも備えて、
前記複数の光電変換部は可視光用の光電変換部と近赤外光用の光電変換部とを含み、
前記可視光用の光電変換部は赤色用の光電変換部、緑色用の光電変換部、及び青色用の光電変換部を含んでおり、
前記近赤外光用の光電変換部は、近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する近赤外光用の光電変換部と、前記ＩＲ１とは異なる近赤外波長領域ＩＲ２の光を変換する近赤外光用の光電変換部とを含む構成を有するカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被写体のカラー画像を取得する撮像素子とこれを備えたカメラシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、被写体の可視光のカラー画像と近赤外画像とを同時に取得できるように構成された撮像素子が提案されている。
これを用いたカメラシステムとして、例えば、赤、青及び緑の各色用の光電変換部からなる可視光用の光電変換部と近赤外光用の光電変換部とを含む複数の光電変換部を基板にアレイ状に複数配置した撮像素子を備え、可視光と近赤外光との境界域を吸収するデュアルパスフィルタを介して入射した光を前記各可視光用と赤外光用の光電変換部でそれぞれ電気信号に変換し、信号処理部に出力して可視光のカラー画像と近赤外画像を同時に取得するとともに、近赤外画像をバックグランドノイズとして捉え、これを可視光のカラー画像から除去することで、被写体の画像の色再現性の向上を図った構成のものが知られている（例えば特許文献１参照）。
これを用いたカメラシステムとして、例えば、赤、青及び緑の各色用の光電変換部からなる可視光用の光電変換部と近赤外光用の光電変換部とを含む複数の光電変換部を基板にアレイ状に複数配置した撮像素子を備え、可視光と近赤外光との境界域を吸収するデュアルパスフィルタを介して入射した光を前記各可視光用と赤外光用の光電変換部でそれぞれ電気信号に変換し、信号処理部に出力して可視光のカラー画像と近赤外画像を同時に取得するとともに、近赤外画像をバックグランドノイズとして捉え、これを可視光のカラー画像から除去することで、被写体の画像の色再現性の向上を図った構成のものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【0003】
また、医療分野において、特定の波長の近赤外光を人体に照射し、その透過光又は散乱反射光を受光して生体組織による、前記特定波長の近赤外光の吸収度を測定することにより、生体組織の成分の測定を行う光式生体測定装置が知られている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１７－１３９２８６号公報
【特許文献2】特開平２－２０１２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前記可視光のカラー画像と近赤外画像とを同時に取得する撮像素子を備えたカメラシステムを医療分野で利用される前述のような測定装置に利用すれば、人体の観察部位や患部を撮影した画像の色再現性を良好にすることができ、診断や治療の精度向上に資すると考えられる。しかし、前記観察部位などの測定対象物によっては、診断に有益な画像を取得できない場合がある。
【0006】
例えば、赤外分光法により人体に照射した赤外線の透過或いは反射光を分光して体内の血中酸素の変化量を測定する装置では、ヘモグロビンが酸素を保持する際の波長の変化、具体的には脱酸素は７８０ｎｍ、中点は８０５ｎｍ、酸素化は８３０ｎｍを検出し、この変化量から血中酸素を計測するが、前記カメラシステムでは、デュアルパスフィルタの近赤外側透過帯の中心が８５０ｎｍ、その幅が８０ｎｍ程度に設定されているため、上記のようなヘモグロビンが酸素を保持する際の波長の変化量を検出することはできない。
前記可視光のカラー画像と近赤外画像とを同時に取得する撮像素子を備えたカメラシステムを生体センシングなどに用いるためには、より高精度の近赤外画像を取得し、可視光のカラー画像の色再現性をさらに高める必要がある。
前記可視光のカラー画像と近赤外画像とを同時に取得する撮像素子を備えたカメラシステムを生体センシングなどに用いるためには、より高精度の近赤外画像を取得し、可視光のカラー画像の色再現性をさらに高める必要がある。
【0007】
本発明は従来の技術が有するこのような問題に鑑み、被写体の画像の色再現性をより高めた高精度のカラー画像を取得することができる撮像素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決する本発明の要旨は以下のとりである。
〔１〕 基板に形成されアレイ状に配された複数の光電変換部を含む撮像素子であって、
前記複数の光電変換部は可視光用の光電変換部と近赤外光用の光電変換部とを含み、
前記可視光用の光電変換部は、赤色用の光電変換部、緑色用の光電変換部、及び青色用の光電変換部を含んでおり、
前記近赤外光用の光電変換部は、近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する近赤外光用の光電変換部と、前記ＩＲ１とは異なる近赤外波長領域ＩＲ２の光を変換する近赤外光用の光電変換部とを含む撮像素子。
〔２〕 前記近赤外光波長領域ＩＲ１は波長７００～８００ｎｍの範囲、前記近赤外波長領域ＩＲ２は波長８００～９００ｎｍの範囲である、前記〔１〕に記載の撮像素子。
〔３〕 前記赤色用の光電変換部、前記緑色用の光電変換部、前記青色用の光電変換部、前記赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する光電変換部及び前記近赤外光波長領域ＩＲ２の光を変換する光電変換部は、モザイク状に配列されている、前記〔１〕又は〔２〕に記載の撮像素子。
〔４〕 前記緑色用の光電変換部は、他の光電変換部に対して配置比率が高く設定されている、前記〔１〕から〔３〕の何れかに記載の撮像素子。
〔５〕 基板には、隣接する光電変換部を分離するシャロートレンチ構造が形成されている、前記〔１〕から〔４〕の何れかに記載の撮像素子。
〔６〕 前記可視光用の光電変換部の光入射面側には、カラーフィルタが配されている、前記〔１〕から〔５〕の何れかに記載の撮像素子。
〔７〕 前記近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する光電変換部の光入射面側には、可視光及び前記近赤外光波長領域ＩＲ２の光を遮蔽するフィルタが配されている、前記〔１〕から〔６〕の何れかに記載の撮像素子。
〔８〕 前記近赤外光波長領域ＩＲ２の光を変換する光電変換部の光入射面側には、可視光及び前記近赤外光波長領域ＩＲ１の光を遮蔽するフィルタが配されている、前記〔１〕から〔７〕の何れかに記載の撮像素子。
〔９〕 前記近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する光電変換部に配されたフィルタは色素を含むものである前記〔７〕に記載の撮像素子。
〔１０〕 前記近赤外光波長領域ＩＲ２の光を変換する光電変換部に配されたフィルタは色素を含むものである前記〔８〕に記載の撮像素子。
〔１１〕 被写体像を結像するための光学部と、
前記〔１〕から〔１０〕の何れかに記載の撮像素子と、
前記光電変換部からの信号を処理する信号処理部とを少なくとも備えた構成を有するカメラシステム。
〔１〕 基板に形成されアレイ状に配された複数の光電変換部を含む撮像素子であって、
前記複数の光電変換部は可視光用の光電変換部と近赤外光用の光電変換部とを含み、
前記可視光用の光電変換部は、赤色用の光電変換部、緑色用の光電変換部、及び青色用の光電変換部を含んでおり、
前記近赤外光用の光電変換部は、近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する近赤外光用の光電変換部と、前記ＩＲ１とは異なる近赤外波長領域ＩＲ２の光を変換する近赤外光用の光電変換部とを含む撮像素子。
〔２〕 前記近赤外光波長領域ＩＲ１は波長７００～８００ｎｍの範囲、前記近赤外波長領域ＩＲ２は波長８００～９００ｎｍの範囲である、前記〔１〕に記載の撮像素子。
〔３〕 前記赤色用の光電変換部、前記緑色用の光電変換部、前記青色用の光電変換部、前記赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する光電変換部及び前記近赤外光波長領域ＩＲ２の光を変換する光電変換部は、モザイク状に配列されている、前記〔１〕又は〔２〕に記載の撮像素子。
〔４〕 前記緑色用の光電変換部は、他の光電変換部に対して配置比率が高く設定されている、前記〔１〕から〔３〕の何れかに記載の撮像素子。
〔５〕 基板には、隣接する光電変換部を分離するシャロートレンチ構造が形成されている、前記〔１〕から〔４〕の何れかに記載の撮像素子。
〔６〕 前記可視光用の光電変換部の光入射面側には、カラーフィルタが配されている、前記〔１〕から〔５〕の何れかに記載の撮像素子。
〔７〕 前記近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する光電変換部の光入射面側には、可視光及び前記近赤外光波長領域ＩＲ２の光を遮蔽するフィルタが配されている、前記〔１〕から〔６〕の何れかに記載の撮像素子。
〔８〕 前記近赤外光波長領域ＩＲ２の光を変換する光電変換部の光入射面側には、可視光及び前記近赤外光波長領域ＩＲ１の光を遮蔽するフィルタが配されている、前記〔１〕から〔７〕の何れかに記載の撮像素子。
〔９〕 前記近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する光電変換部に配されたフィルタは色素を含むものである前記〔７〕に記載の撮像素子。
〔１０〕 前記近赤外光波長領域ＩＲ２の光を変換する光電変換部に配されたフィルタは色素を含むものである前記〔８〕に記載の撮像素子。
〔１１〕 被写体像を結像するための光学部と、
前記〔１〕から〔１０〕の何れかに記載の撮像素子と、
前記光電変換部からの信号を処理する信号処理部とを少なくとも備えた構成を有するカメラシステム。
【発明の効果】
【0009】
本発明の撮像素子は、赤外線による高度なイメージングを行うことが可能であり、被写体の画像の色再現性をより高めた高精度のカラー画像を取得することができる。本発明の撮像素子は、生体センシングなど幅広い分野で被写体の画像を取得するカメラシステムに用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態のものに限定されない。実施形態は例示であり、本発明の主旨を損なわない範囲で適宜に変更して実施可能である。
【0012】
なお、本発明に用いる以下の用語の定義は、本明細書及び特許請求の範囲において適用される。
「カラーフィルタ」とは、電磁波に対するフィルタのうち、可視領域及び赤外領域の光に作用する光学フィルタで、色（波長の違い）に対する特性を目的とするものである。
「可視光」とは波長４００～７００ｎｍの範囲の波長域の光、「近赤外光光」とは波長７００～９００ｎｍの範囲の波長域の光をそれぞれ意味する。
「カラーフィルタ」とは、電磁波に対するフィルタのうち、可視領域及び赤外領域の光に作用する光学フィルタで、色（波長の違い）に対する特性を目的とするものである。
「可視光」とは波長４００～７００ｎｍの範囲の波長域の光、「近赤外光光」とは波長７００～９００ｎｍの範囲の波長域の光をそれぞれ意味する。
【0013】
前述のとおり、本発明の撮像素子は、基板に形成されアレイ状に配された複数の光電変換部を含む撮像素子であって、
前記複数の光電変換部は可視光用の光電変換部と近赤外光用の光電変換部とを含み、
前記可視光用の光電変換部は、赤色用の光電変換部、緑色用の光電変換部、及び青色用の光電変換部を含んでおり、
前記近赤外光用の光電変換部は、近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する近赤外光用の光電変換部と、前記ＩＲ１とは異なる近赤外波長領域ＩＲ２の光を変換する近赤外光用の光電変換部とを含むことを構成上の特徴としている。
前記複数の光電変換部は可視光用の光電変換部と近赤外光用の光電変換部とを含み、
前記可視光用の光電変換部は、赤色用の光電変換部、緑色用の光電変換部、及び青色用の光電変換部を含んでおり、
前記近赤外光用の光電変換部は、近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する近赤外光用の光電変換部と、前記ＩＲ１とは異なる近赤外波長領域ＩＲ２の光を変換する近赤外光用の光電変換部とを含むことを構成上の特徴としている。
【0014】
前記構成の撮像素子において、近赤外光波長領域ＩＲ１は波長７００～８００ｎｍの範囲、前記近赤外波長領域ＩＲ２は波長８００～９００ｎｍの範囲に規定することができる。
【0015】
また、前記構成の撮像素子において、赤色用の光電変換部、緑色用の光電変換部、青色用の光電変換部、近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する光電変換部及び近赤外光波長領域ＩＲ２の光を変換する光電変換部は、モザイク状に配列されている構成とすることができる。
【0016】
前記構成の撮像素子において、緑色用の光電変換部は、他の光電変換部に対して配置比率が高く、つまり緑色用の光電変換部の配置数が他の色の光電変換部の配置数よりも多くなるように設定されている構成とすることができる。
【0017】
前記構成の撮像素子において、基板には、隣接する光電変換部を分離するシャロートレンチ構造が形成されている構成とすることができる。
【0018】
また、前記構成の撮像素子において、可視光用の光電変換部の光入射面側には、カラーフィルタが配されている構成とすることができる。
【0019】
さらに、前記構成の撮像素子において、近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する光電変換部の光入射面側には可視光及び近赤外光波長領域ＩＲ２の光を遮蔽するフィルタ、近赤外光波長領域ＩＲ２の光を変換する光電変換部の光入射面側には可視光及び前記近赤外光波長領域ＩＲ２の光を遮蔽するフィルタがそれぞれ配されている構成とすることができる。
【0020】
またさらに、前記構成の撮像素子において、近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する光電変換部に配されたフィルタ、近赤外光波長領域ＩＲ２の光を変換する光電変換部に配されたフィルタは、それぞれ色素を含むものである構成とすることができる。
【0021】
本発明の撮像素子は、例えばＣＣＤイメージセンサーやＣＭＯＳイメージセンサーなどに適用され、画像を取得するカメラシステムに用いることができる。これらは、表面照射型であってもよいし裏面照射型であってもよい。
本発明の撮像素子やカメラシステムを用いた装置としては、デジタルスチルカメラやビデオカメラ、カムコーダ、監視カメラ、車両搭載用カメラ、スマートホン用カメラ、ゲーム用のユーザーインターフェースカメラ、生体認証用カメラ、生体情報取得用カメラ装置などを例示することができる。これらの装置は、通常の可視光画像に加えて、近赤外画像を同時に取得可能である。
本発明の撮像素子やカメラシステムを用いた装置としては、デジタルスチルカメラやビデオカメラ、カムコーダ、監視カメラ、車両搭載用カメラ、スマートホン用カメラ、ゲーム用のユーザーインターフェースカメラ、生体認証用カメラ、生体情報取得用カメラ装置などを例示することができる。これらの装置は、通常の可視光画像に加えて、近赤外画像を同時に取得可能である。
【0022】
光電変換部が形成される基板としては、半導体基板、特に、シリコン半導体基板を挙げることができる。シリコン半導体基板は、可視光に加えて波長が１μｍ程度の光も吸収するため、シリコン基板に形成されたフォトダイオードやフォトトランジスタなどといった光電変換素子は、可視光に加え、近赤外光についても光電変換を行うことができる。
【0023】
カラーフィルタとしては、赤色、緑色、青色等の特定波長を透過させるフィルタ層を挙げることができる。カラーフィルタは、顔料や染料等の有機化合物を用いた有機材料系の材料層から構成することができる。なお、場合によって、シアン色、マゼンダ色、黄色等の特定波長を透過させる補色カラーフィルタを用いてもよい。
【0024】
前述のとおり、近赤外光用の光電変換部は、波長７００～８００ｎｍの範囲の近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する光電変換部と、波長８００～９００ｎｍの範囲の近赤外光波長領域ＩＲ２の光を変換する光電変換部の二つからなり、前記両光電変換部には、その前者の光電変換部の光入射面側に可視光及び近赤外光波長領域ＩＲ２の光を遮蔽するフィルタ、後者の光電変換部の光入射面側には可視光及び近赤外光波長領域ＩＲ１の光を遮蔽するフィルタがそれぞれ配される。
前記両光電変換部の光入射面側に配されるフィルタは、例えば、可視光を吸収するカットオフ吸収層、及び近赤外域の前記ＩＲ１及びＩＲ２で規定される波長透過帯を制御する数十層ないし百数十層に及ぶ誘電体多層膜によって構成することができる。
前記両光電変換部の光入射面側に配されるフィルタは、前記可視光及び近赤外光波長領域ＩＲ２の光を遮蔽するフィルタ、前記可視光及び近赤外光波長領域ＩＲ１の光を遮蔽するフィルタ以外にも、例えば、可視光を吸収するカットオフフィルタ、及び近赤外光波長領域の前記ＩＲ１及びＩＲ２で規定される波長を吸収する近赤外吸収フィルタ、近赤外波長領域の前記ＩＲ１及びＩＲ２で規定される波長透過帯を制御する数十層ないし百数十層に及ぶ誘電体多層膜によって構成することができる。
前記両光電変換部の光入射面側に配されるフィルタは、例えば、可視光を吸収するカットオフ吸収層、及び近赤外域の前記ＩＲ１及びＩＲ２で規定される波長透過帯を制御する数十層ないし百数十層に及ぶ誘電体多層膜によって構成することができる。
前記両光電変換部の光入射面側に配されるフィルタは、前記可視光及び近赤外光波長領域ＩＲ２の光を遮蔽するフィルタ、前記可視光及び近赤外光波長領域ＩＲ１の光を遮蔽するフィルタ以外にも、例えば、可視光を吸収するカットオフフィルタ、及び近赤外光波長領域の前記ＩＲ１及びＩＲ２で規定される波長を吸収する近赤外吸収フィルタ、近赤外波長領域の前記ＩＲ１及びＩＲ２で規定される波長透過帯を制御する数十層ないし百数十層に及ぶ誘電体多層膜によって構成することができる。
【0025】
可視光及び近赤外光波長領域ＩＲ２の光を遮蔽するフィルタ、可視光及び近赤外光波長領域ＩＲ１の光を遮蔽するフィルタ、カットオフフィルタ、近赤外吸収フィルタが色素を含むものである場合に、含める色素としては周知の顔料や染料を用いることができる。例えば、スクアリリウム系化合物、フタロシアニン系化合物、シアニン系化合物といった化合物を例示することができる。耐光性や耐熱性といった観点からは、特に、スクアリリウム系化合物を用いることが好ましい。
【0026】
前記構成の撮像素子にあっては、隣接する光電変換部と光電変換部との間に位置する領域には、例えば、クロム（Ｃｒ）や銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）などの金属材料や、誘電体材料などから成る遮光層が設けられている構成とすることができ、これによって、隣接する光電変換部への光の漏れ込みを、効果的に防ぐことができる。なお、基盤に設けられるシャロートレンチ構造に埋め込まれる材料も、上記と同様の材料により構成することができる。
【0027】
前記撮像素子は、必要に応じて層間絶縁層や平坦化層が配されている構成とすることができる。
【0028】
前記撮像素子を構成する層間絶縁層や平坦化層は、各種化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、塗布法、各種物理的気相成長法（ＰＶＤ法）等の公知の方法に基づき形成することができる。また、パターニング法として、リソグラフィ技術とエッチング技術との組合せや、リフトオフ法などの公知の方法を挙げることができる。
【0029】
層間絶縁層や平坦化層を透明な材料で構成する場合、例えば、光吸収特性を有していない絶縁材料、具体的には、ＳｉＯＸ系材料（シリコン系酸化膜を構成する材料）、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＦ、ＳｉＣＮ、有機ＳＯＧなどの低誘電率絶縁材料、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂などを材料として用いることができる。ＯＣＬについても同様である。
【0030】
なお、前記光電変換部の上方には、集光効率を向上させるために、マイクロレンズが配置される。マイクロレンズは前記光電変換部と同様にアレイ状に形成されたものが用いられ、各光電変換部の光入射面側に配置される。
【0031】
【0032】
図１に示されるように、カメラシステム１は、被写体像を結像するための光学部である撮像レンズ２と、基板に形成されアレイ状に配された複数の光電変換部ＰＤを有する撮像素子３と、光電変換部ＰＣの出力信号を処理する信号処理部４とを備えて構成されている。
カメラシステム１は、前記各光電変換部ＰＤの出力信号を信号処理部４で演算処理することで、色再現性をより高めた高精度の被写体のカラー画像を取得することができるように構成されている。
カメラシステム１は、前記各光電変換部ＰＤの出力信号を信号処理部４で演算処理することで、色再現性をより高めた高精度の被写体のカラー画像を取得することができるように構成されている。
【0033】
図１及び図２に示されるように、撮像素子３に配置された各画素は、各々可視光用の光電変換部ＰＤと近赤外光用の光電変換部を備えており、これら各光電変換部ＰＤにはその光入射面側に配されたマイクロレンズ３１とカラーフィルタ３２を介して光が入力し、これを電気信号に変換して配線部３３から信号処理部４に出力するように設けてある。
【0034】
前記可視光用の光電変換部ＰＤは、赤色用の光電変換部ＰＤ１と緑色用の光電変換部ＰＤ２と青色用の光電変換部ＰＤとからなり、近赤外光用の光電変換部ＰＤは、波長７００～８００ｎｍの範囲の近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する光電変換部ＰＤ４と波長８００～９００ｎｍの範囲の近赤外光波長領域ＩＲ２の光を変換する光電変換部ＰＤ５の二つからなり、これら五つの光電変換部ＰＤはモザイク状に配列されている。
【0035】
光電変換部ＰＤの光入射面側に配されたカラーフィルタ３２は、９００ｎｍよりも波長が大きな赤外光を遮蔽するするＩＲカットフィルタ層３２１と、赤色、緑色、青色及び近赤外光の特定波長の光を透過させる特定波長透過フィルタ層３２２により構成されている。
【0036】
特定波長透過フィルタ層３２２は、赤色の波長の光のみを透過するＲフィルタ層３２２ａ、緑色の波長の光のみを透過するＧフィルタ層３２２ｂ、青色の波長の光のみを透過するＢフィルタ層３２２ｃ、可視光及び近赤外光波長領域ＩＲ２の光を遮蔽し且つ近赤外光波長領域ＩＲ１の光のみを透過するＩＲ１フィルタ層３２２ｄ、及び可視光及び近赤外光波長領域ＩＲ１の光を遮蔽し且つ近赤外光波長領域ＩＲ２の光のみを透過するＩＲ２フィルタ層３２２ｅからなる。
ＩＲカットフィルタ層３２１と特定波長透過フィルタ層３２２からなるカラーフィルタ３２の分光特性は図３のように表される。
ＩＲカットフィルタ層３２１と特定波長透過フィルタ層３２２からなるカラーフィルタ３２の分光特性は図３のように表される。
【0037】
これらフィルタ層は対応する波長の光を光電変換する各光電変換部ＰＤ１～ＰＤ５の光入射面側に各々配置されている。すなわち、赤色用の光電変換部ＰＤ１にはＲフィルタ層３２２ａ、緑色用の光電変換部ＰＤ２にはＧフィルタ層３２２ｂ、青色用の光電変換部ＰＤ３にはＢフィルタ層３２２ｃ、近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する光電変換部ＰＤ４にはＩＲ１フィルタ層３２２ｄ、近赤外光波長領域ＩＲ２の光を変換する光電変換部ＰＤ５にはＩＲ２フィルタ層３２２ｅが各々配置され、前記ＩＲカットフィルタ層３２１と各特定波長透過フィルタ層３２２を透過した光が各光電変換部ＰＤに入射されて各々電気信号に変換される。
【0038】
前記構成の撮像素子３を用いたカメラシステム１は、環境光を被写体に照射したときと近赤外光を被写体に照射したときのそれぞれの被写体からの反射光を前記撮像素子３で受光し、光電変換した信号を信号処理部４に出力する。そして、信号処理部４で、環境光を被写体に照射したときの前記可視光用の光電変換部ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３の出力信号から生成される可視光画像に対して、赤外光を被写体に照射したときの、近赤外光波長領域ＩＲ１用の光電変換部ＰＤ４と近赤外光波長領域ＩＲ２用の光電変換部ＰＤ５の出力信号の成分を、マトリックス演算を行って除去する処理を行うことで、可視光画像の色再現性を高めることができるようになっている。
【0039】
例えば、前記近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する光電変換部ＰＤ４と、近赤外光波長領域ＩＲ２の光を変換する光電変換部ＰＤ５の光入射面に配置するフィルタとして近赤外吸収フィルタを用いた場合、前記図３中のＢ部とＣ部に示す部分は、可視光に対しての近赤外光（ＩＲ１及びＩＲ２）による混色成分となる。また、同図中のＤ部に示す部分は、近赤外光に対しての可視光による混色成分となる。
ここで、例えば、前記図３中のＣ部ではＲフィルタによる赤色の波長の光の透過率が１０％、同じくＢ部での透過率は２０％であるとした場合、上述した混色は以下のマトリックス演算を行うことによって除去することが可能である。
ここで、例えば、前記図３中のＣ部ではＲフィルタによる赤色の波長の光の透過率が１０％、同じくＢ部での透過率は２０％であるとした場合、上述した混色は以下のマトリックス演算を行うことによって除去することが可能である。
【0040】
詳しくは、赤色用の光電変換部ＰＤ１からの原信号を符号ＲＯＲＩ、緑色用の光電変換部ＰＤ２からの原信号を符号ＧＯＲＩ、青色用の光電変換部ＰＤ３からの原信号を符号ＢＯＲＩ、近赤外光波長領域ＩＲ１の光を変換する光電変換部ＰＤ４からの原信号を符号ＩＲ１ＯＲＩ、近赤外光波長領域ＩＲ２の光を変換する光電変換部ＰＤ５からの原信号を符号ＩＲ２ＯＲＩと表す。そして、赤色用の補正後の信号を符号ＲＣＶＴ、緑色用の補正後の信号を符号ＧＣＶＴ、青色用の補正後の信号を符号ＢＣＶＴ、近赤外光ＩＲ１用の補正後の信号を符号ＩＲ１ＣＶＴ、近赤外光ＩＲ２用の補正後の信号を符号ＩＲ２ＣＶＴと表す。
補正後の信号は、信号処理部４において、以下の式で示すマトリックス演算を行うことによって得ることができる。
補正後の信号は、信号処理部４において、以下の式で示すマトリックス演算を行うことによって得ることができる。
【式１】
【0041】
【0042】
前述のとおり、近赤外吸収フィルタを用いたときの近赤外光の混色とその除去の処理は以下のように説明することができる。
【0043】
前記式において、赤色用の補正後の信号ＲＣＶＴに注目すれば、
（ＲＣＶＴ＝１．０２×ＲＯＲＩ－０．１×ＩＲ１ＯＲＩ－０．２×ＩＲ２ＯＲＩ）といった演算が行われる。
これは、近赤外光用の光電変換部ＰＤ４とＰＤ５のそれぞれの出力の１割と２割を減ずるといったことを示す。
仮に、前記図３中のＲフィルタにおけるＢ部の透過率が１００％であったとすると、近赤外光領域ＩＲ２の領域の光による混色を除去するために、
（ＲＣＶＴ＝１．０２×ＲＯＲＩ－０．１×ＩＲ１ＯＲＩ－１．０×ＩＲ２ＯＲＩ）
といった演算が必要となる。
これは、ＩＲ２用の光電変換部ＰＤ５の出力を全て減ずるといったことを示す。
また、近赤外光のＩＲ１領域用の補正後の信号ＩＲ１ＣＶＴに注目すれば、
（ＩＲ１ＣＶＴ＝－０．１２×ＲＯＲＩ－０．０５×ＢＯＲＩ＋１．０２×ＩＲ１ＯＲＩ－０．１０×ＩＲ２ＯＲＩ）
なる演算が行われている。
これによって、図３に示すＩＲ１領域の可視光成分が除去される。
さらに、近赤外光のＩＲ２領域用の補正後の信号ＩＲ２ＣＶＴに注目すれば、
（ＩＲ２ＣＶＴ＝－０．１２×ＲＯＲＩ－０．０５×ＢＯＲＩ－０．２０×ＩＲ１ＯＲＩ＋１．０２×ＩＲ２ＯＲＩ）
なる演算が行われている。
これによって、前記図３に示したＩＲ２領域の可視光成分が除去されることとなる。
（ＲＣＶＴ＝１．０２×ＲＯＲＩ－０．１×ＩＲ１ＯＲＩ－０．２×ＩＲ２ＯＲＩ）といった演算が行われる。
これは、近赤外光用の光電変換部ＰＤ４とＰＤ５のそれぞれの出力の１割と２割を減ずるといったことを示す。
仮に、前記図３中のＲフィルタにおけるＢ部の透過率が１００％であったとすると、近赤外光領域ＩＲ２の領域の光による混色を除去するために、
（ＲＣＶＴ＝１．０２×ＲＯＲＩ－０．１×ＩＲ１ＯＲＩ－１．０×ＩＲ２ＯＲＩ）
といった演算が必要となる。
これは、ＩＲ２用の光電変換部ＰＤ５の出力を全て減ずるといったことを示す。
また、近赤外光のＩＲ１領域用の補正後の信号ＩＲ１ＣＶＴに注目すれば、
（ＩＲ１ＣＶＴ＝－０．１２×ＲＯＲＩ－０．０５×ＢＯＲＩ＋１．０２×ＩＲ１ＯＲＩ－０．１０×ＩＲ２ＯＲＩ）
なる演算が行われている。
これによって、図３に示すＩＲ１領域の可視光成分が除去される。
さらに、近赤外光のＩＲ２領域用の補正後の信号ＩＲ２ＣＶＴに注目すれば、
（ＩＲ２ＣＶＴ＝－０．１２×ＲＯＲＩ－０．０５×ＢＯＲＩ－０．２０×ＩＲ１ＯＲＩ＋１．０２×ＩＲ２ＯＲＩ）
なる演算が行われている。
これによって、前記図３に示したＩＲ２領域の可視光成分が除去されることとなる。
【実施例0044】
以下、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【0045】
＜緑色着色剤Ａ＞
特開平０５－３４５８６１号公報の実施例３０の記載に基づいて合成した、下記一般式（Ｚ１）で表される化学構造を有するフタロシアニン化合物Ａを使用した。
特開平０５－３４５８６１号公報の実施例３０の記載に基づいて合成した、下記一般式（Ｚ１）で表される化学構造を有するフタロシアニン化合物Ａを使用した。
【0046】
【化1】
【0047】
前記式（Ｚ１）中、ＣＯＯＥｔはエトキシカルボニル基を表す。
【0048】
＜青色着色剤Ａ＞
国際公開第２０１５／０８０２１７号の記載に基づいて合成した、下記一般式（Ｚ２）で表される化学構造を有する青色着色剤Ａを使用した。
国際公開第２０１５／０８０２１７号の記載に基づいて合成した、下記一般式（Ｚ２）で表される化学構造を有する青色着色剤Ａを使用した。
【0049】
【化2】
【0050】
＜赤色着色剤Ａ＞
特許第６８４６７３９号に基づいて合成した、下記一般式（Ｚ３）で表される化学構造を有する赤色着色剤Ａを使用した。
特許第６８４６７３９号に基づいて合成した、下記一般式（Ｚ３）で表される化学構造を有する赤色着色剤Ａを使用した。
【0051】
【化3】
【0052】
＜黒色着色剤Ａ＞
ＢＡＳＦ社製、Ｉｒｇａｐｈｏｒ（登録商標） Ｂｌａｃｋ Ｓ ０１００ ＣＦ（下記式（Ｚ４）で表される化学構造を有する。）を使用した。
ＢＡＳＦ社製、Ｉｒｇａｐｈｏｒ（登録商標） Ｂｌａｃｋ Ｓ ０１００ ＣＦ（下記式（Ｚ４）で表される化学構造を有する。）を使用した。
【0053】
【化4】
【0054】
＜分散剤Ａ＞
窒素原子含有官能基を有するＡブロックと、親溶媒性基を有するＢブロックからなるメタクリル系Ａ－Ｂブロック共重合体を使用した。下記式（１ａ）で表される繰り返し単位、下記式（２ａ）で表される繰り返し単位、下記式（３ａ）で表される繰り返し単位、下記式（４ａ）で表される繰り返し単位、及び下記式（５ａ）で表される繰り返し単位を有する。アミン価は１２０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、酸価は１ｍｇＫＯＨ／ｇ未満である。
窒素原子含有官能基を有するＡブロックと、親溶媒性基を有するＢブロックからなるメタクリル系Ａ－Ｂブロック共重合体を使用した。下記式（１ａ）で表される繰り返し単位、下記式（２ａ）で表される繰り返し単位、下記式（３ａ）で表される繰り返し単位、下記式（４ａ）で表される繰り返し単位、及び下記式（５ａ）で表される繰り返し単位を有する。アミン価は１２０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、酸価は１ｍｇＫＯＨ／ｇ未満である。
【0055】
全繰り返し単位中における下記式（１ａ）、（２ａ）、（３ａ）、（４ａ）、及び（５ａ）で表される繰り返し単位の含有割合は、それぞれ１モル％未満、３４．５モル％、６．９モル％、１３．８モル％、及び６．９モル％である。
【0056】
【化5】
【0057】
＜分散剤Ｂ＞
側鎖に４級アンモニウム塩基及び３級アミノ基を有するＡブロックと、４級アンモニウム塩基及び３級アミノ基を有さないＢブロックからなる、アクリル系Ａ－Ｂブロック共重合体を使用した。分散剤ＢのＡブロック中には、下記式（１ａ）及び（２ａ）の繰り返し単位が含まれ、Ｂブロック中には下記式（３ａ）の繰り返し単位が含まれる。アミン価は７０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、酸価は１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。
側鎖に４級アンモニウム塩基及び３級アミノ基を有するＡブロックと、４級アンモニウム塩基及び３級アミノ基を有さないＢブロックからなる、アクリル系Ａ－Ｂブロック共重合体を使用した。分散剤ＢのＡブロック中には、下記式（１ａ）及び（２ａ）の繰り返し単位が含まれ、Ｂブロック中には下記式（３ａ）の繰り返し単位が含まれる。アミン価は７０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、酸価は１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。
【0058】
全繰り返し単位中における下記式（１ａ）、（２ａ）、及び（３ａ）の繰り返し単位の含有割合は、それぞれ１１．１モル％、２２．２モル％、及び６．７モル％である。
【0059】
【化6】
【0060】
＜バインダー樹脂Ａ＞
反応槽として冷却管を付けたセパラブルフラスコを準備し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４００質量部を仕込み、窒素置換した後、攪拌しながらオイルバスで加熱して反応槽の温度を９０℃まで昇温した。
反応槽として冷却管を付けたセパラブルフラスコを準備し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４００質量部を仕込み、窒素置換した後、攪拌しながらオイルバスで加熱して反応槽の温度を９０℃まで昇温した。
【0061】
一方、モノマー槽中にジメチル－２，２’－［オキシビス（メチレン）］ビス－２－プロペノエート３０質量部、メタクリル酸６０質量部、メタクリル酸シクロヘキシル１１０質量部、ｔ－ブチルパーオキシ－２－エチルヘキサノエート５．２質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０質量部を仕込み、連鎖移動剤槽にｎ－ドデシルメルカプタン５．２質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２７質量部を仕込み、反応槽の温度が９０℃に安定してからモノマー槽及び連鎖移動剤槽から滴下を開始し、重合を開始させた。温度を９０℃に保ちながら滴下をそれぞれ１３５分かけて行い、滴下が終了して６０分後に昇温を開始して反応槽を１１０℃にした。
【0062】
３時間、１１０℃を維持した後、セパラブルフラスコにガス導入管を付け、酸素／窒素＝５／９５（ｖ／ｖ）混合ガスのバブリングを開始した。次いで、反応槽に、メタクリル酸グリシジル３９．６質量部、２，２’－メチレンビス（４－メチル－６－ｔ－ブチルフェノール）０．４質量部、トリエチルアミン０．８質量部を仕込み、そのまま１１０℃で９時間反応させた。
室温まで冷却し、ＧＰＣにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量Ｍｗが９０００、酸価が１０１ｍｇＫＯＨ／ｇ、二重結合当量が５５０ｇ／ｍｏｌのバインダー樹脂Ａを得た。
室温まで冷却し、ＧＰＣにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量Ｍｗが９０００、酸価が１０１ｍｇＫＯＨ／ｇ、二重結合当量が５５０ｇ／ｍｏｌのバインダー樹脂Ａを得た。
【0063】
＜バインダー樹脂Ｂ＞
下記構造式で表されるエポキシ化合物（ＤＩＣ社製 ＥＰＩＣＬＯＮ ＨＰ７２００ＨＨ、ジシクロペンタジエン・フェノール重合物のポリグリシジルエーテル、重量平均分子量１０００、エポキシ当量２７０）１５５質量部、アクリル酸４１質量部、ｐ－メトキシフェノール０．１質量部、トリフェニルホスフィン２．５質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１３０質量部を反応容器に仕込み、１００℃で酸価が３．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下になるまで加熱撹拌をした。酸価が目標に達するまで９時間を要した（酸価２．９ｍｇＫＯＨ／ｇ）。次いでさらにテトラヒドロ無水フタル酸７４質量部を添加し、１２０℃で４時間反応させ、酸価９８ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量（Ｍｗ）３５００のバインダー樹脂Ｂ溶液を得た。
下記構造式で表されるエポキシ化合物（ＤＩＣ社製 ＥＰＩＣＬＯＮ ＨＰ７２００ＨＨ、ジシクロペンタジエン・フェノール重合物のポリグリシジルエーテル、重量平均分子量１０００、エポキシ当量２７０）１５５質量部、アクリル酸４１質量部、ｐ－メトキシフェノール０．１質量部、トリフェニルホスフィン２．５質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１３０質量部を反応容器に仕込み、１００℃で酸価が３．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下になるまで加熱撹拌をした。酸価が目標に達するまで９時間を要した（酸価２．９ｍｇＫＯＨ／ｇ）。次いでさらにテトラヒドロ無水フタル酸７４質量部を添加し、１２０℃で４時間反応させ、酸価９８ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量（Ｍｗ）３５００のバインダー樹脂Ｂ溶液を得た。
【0064】
【化7】
【0065】
＜バインダー樹脂Ｃ＞
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１４５質量部を窒素置換しながら攪拌し１２０℃に昇温した。ここにスチレン１０．４質量部、グリシジルメタクリレート８５．２質量部及びトリシクロデカン骨格を有するモノメタクリレート（日立化成社製 ＦＡ－５１３Ｍ）６６．０質量部を滴下し、２．２’－アゾビス－２－メチルブチロニトリル８．４７質量部の混合液を３時間かけて滴下し、さらに９０℃で２時間攪拌し続けた。
次に反応容器内を空気置換に変え、アクリル酸１５．１質量部にトリスジメチルアミノメチルフェノール０．３質量部及びハイドロキノン０．０６質量部を投入し、１２０℃で６時間反応を続けた。その後、テトラヒドロ無水フタル酸（ＴＨＰＡ）５９．３質量部、トリエチルアミン１．４質量部を加え、１２０℃で３．５時間反応させた。
こうして得られたバインダー樹脂ＣのＧＰＣにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量Ｍｗは約９０００、酸価は８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、二重結合当量は４８０ｇ／ｍｏｌであった。この樹脂溶液に固形分が４０質量％になるようプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加えて、バインダー樹脂Ｃとして用いた。
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１４５質量部を窒素置換しながら攪拌し１２０℃に昇温した。ここにスチレン１０．４質量部、グリシジルメタクリレート８５．２質量部及びトリシクロデカン骨格を有するモノメタクリレート（日立化成社製 ＦＡ－５１３Ｍ）６６．０質量部を滴下し、２．２’－アゾビス－２－メチルブチロニトリル８．４７質量部の混合液を３時間かけて滴下し、さらに９０℃で２時間攪拌し続けた。
次に反応容器内を空気置換に変え、アクリル酸１５．１質量部にトリスジメチルアミノメチルフェノール０．３質量部及びハイドロキノン０．０６質量部を投入し、１２０℃で６時間反応を続けた。その後、テトラヒドロ無水フタル酸（ＴＨＰＡ）５９．３質量部、トリエチルアミン１．４質量部を加え、１２０℃で３．５時間反応させた。
こうして得られたバインダー樹脂ＣのＧＰＣにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量Ｍｗは約９０００、酸価は８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、二重結合当量は４８０ｇ／ｍｏｌであった。この樹脂溶液に固形分が４０質量％になるようプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加えて、バインダー樹脂Ｃとして用いた。
【0066】
＜バインダー樹脂Ｄ＞
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１４５質量部を窒素置換しながら攪拌し、１２０℃に昇温した。ここにスチレン１０質量部、グリシジルメタクリレート８５．２質量部及びトリシクロデカン骨格を有するモノメタクリレート（日立化成社製ＦＡ－５１３Ｍ）６６質量部を滴下し、及び２，２’－アゾビス－２－メチルブチロニトリル８．４７質量部を３時間かけて滴下し、さらに９０℃で２時間攪拌し続けた。次に反応容器内を空気置換に変え、アクリル酸４３．２質量部にトリスジメチルアミノメチルフェノール０．７質量部及びハイドロキノン０．１２質量部を投入し、１００℃で１２時間反応を続けた。その後、テトラヒドロ無水フタル酸（ＴＨＰＡ）５６．２質量部、トリエチルアミン０．７質量部を加え、１００℃３．５時間反応させた。
こうして得られたバインダー樹脂Ｄの重量平均分子量（Ｍｗ）は約８４００、酸価は８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、二重結合当量は４８０ｇ／ｍｏｌであった。
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１４５質量部を窒素置換しながら攪拌し、１２０℃に昇温した。ここにスチレン１０質量部、グリシジルメタクリレート８５．２質量部及びトリシクロデカン骨格を有するモノメタクリレート（日立化成社製ＦＡ－５１３Ｍ）６６質量部を滴下し、及び２，２’－アゾビス－２－メチルブチロニトリル８．４７質量部を３時間かけて滴下し、さらに９０℃で２時間攪拌し続けた。次に反応容器内を空気置換に変え、アクリル酸４３．２質量部にトリスジメチルアミノメチルフェノール０．７質量部及びハイドロキノン０．１２質量部を投入し、１００℃で１２時間反応を続けた。その後、テトラヒドロ無水フタル酸（ＴＨＰＡ）５６．２質量部、トリエチルアミン０．７質量部を加え、１００℃３．５時間反応させた。
こうして得られたバインダー樹脂Ｄの重量平均分子量（Ｍｗ）は約８４００、酸価は８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、二重結合当量は４８０ｇ／ｍｏｌであった。
【0067】
＜近赤外線吸収着色剤Ａ＞
Ｋｏｕｓｉｋ Ｋｕｎｄｕ，Ｓａｒａｈ Ｆ． Ｋｎｉｇｈｔ，Ｓｅｕｎｇｊｕｎ Ｌｅｅ，Ｗ． Ｒｏｂｅｒｔ Ｔａｙｌｏｒ，ａｎｄ Ｎｉｒｅｎ Ｍｕｒｔｈｙ，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，２０１０，４９，６１３４－６１３８に基づいて合成した、以下の化学構造を有する化合物を使用した。
Ｋｏｕｓｉｋ Ｋｕｎｄｕ，Ｓａｒａｈ Ｆ． Ｋｎｉｇｈｔ，Ｓｅｕｎｇｊｕｎ Ｌｅｅ，Ｗ． Ｒｏｂｅｒｔ Ｔａｙｌｏｒ，ａｎｄ Ｎｉｒｅｎ Ｍｕｒｔｈｙ，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，２０１０，４９，６１３４－６１３８に基づいて合成した、以下の化学構造を有する化合物を使用した。
【0068】
【化8】
【0069】
＜近赤外線吸収着色剤B＞
Ｈｕｉ Ｚｈａｎｇ，Ｇａｅｔａｎ Ｗｉｃｈｔ，Ｃｈｒｉｓｔｉｎａ Ｇｒｅｔｅｎｅｒ，Ｍａｔｔｈｉａｓ Ｎａｇｅｌ，Ｆｒａｎｋ Ｎｕｅｓｃｈ，Ｙａｒｏｓｌａｖ Ｒｏｍａｎｙｕｋ，Ｊｅａｎ－Ｎｉｃｏｌａｓ Ｔｉｓｓｅｒａｎｔ，Ｒｏｌａｎｄ Ｈａｎｙ，Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＆ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ，２０１３，１１８，１５７－１６４に基づいて合成した、以下の化学構造を有する化合物を使用した。
Ｈｕｉ Ｚｈａｎｇ，Ｇａｅｔａｎ Ｗｉｃｈｔ，Ｃｈｒｉｓｔｉｎａ Ｇｒｅｔｅｎｅｒ，Ｍａｔｔｈｉａｓ Ｎａｇｅｌ，Ｆｒａｎｋ Ｎｕｅｓｃｈ，Ｙａｒｏｓｌａｖ Ｒｏｍａｎｙｕｋ，Ｊｅａｎ－Ｎｉｃｏｌａｓ Ｔｉｓｓｅｒａｎｔ，Ｒｏｌａｎｄ Ｈａｎｙ，Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＆ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ，２０１３，１１８，１５７－１６４に基づいて合成した、以下の化学構造を有する化合物を使用した。
【0070】
【化9】
【0071】
＜溶剤＞
ＰＧＭＥＡ：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
ＰＧＭＥ：プロピレングリコールモノメチルエーテル
ＭＢ：３－メトキシ－１－ブタノール
ＰＧＭＥＡ：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
ＰＧＭＥ：プロピレングリコールモノメチルエーテル
ＭＢ：３－メトキシ－１－ブタノール
【0072】
＜赤色着色剤分散液Ａの調製＞
表１に記載のとおり、赤色着色剤Ａを１２．６質量部、分散剤として分散剤Ａを固形分換算で３．２質量部、分散樹脂としてバインダー樹脂Ａを固形分換算で４．２質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７６．０質量部（分散剤及び分散樹脂由来の溶剤を含む。）及びプロピレングリコールモノメチルエーテル４．０質量部と、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２２５質量部をステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて６時間分散処理を行った。分散終了後、フィルタによりビーズと分散液を分離して、赤色着色剤分散液Ａを調製した。
表１に記載のとおり、赤色着色剤Ａを１２．６質量部、分散剤として分散剤Ａを固形分換算で３．２質量部、分散樹脂としてバインダー樹脂Ａを固形分換算で４．２質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７６．０質量部（分散剤及び分散樹脂由来の溶剤を含む。）及びプロピレングリコールモノメチルエーテル４．０質量部と、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２２５質量部をステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて６時間分散処理を行った。分散終了後、フィルタによりビーズと分散液を分離して、赤色着色剤分散液Ａを調製した。
【0073】
＜赤色着色剤分散液Ｂの調製＞
表１に記載のとおり、赤色着色剤Ｂ（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７）を１５．０質量部、分散剤として分散剤Ａを固形分換算で２．０質量部、分散樹脂としてバインダー樹脂Ａを固形分換算で６．０質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７７．０質量部（分散剤及び分散樹脂由来の溶剤を含む。）と、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２２５質量部をステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて６時間分散処理を行った。分散終了後、フィルタによりビーズと分散液を分離して、赤色着色剤分散液Ｂを調製した。
表１に記載のとおり、赤色着色剤Ｂ（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７）を１５．０質量部、分散剤として分散剤Ａを固形分換算で２．０質量部、分散樹脂としてバインダー樹脂Ａを固形分換算で６．０質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７７．０質量部（分散剤及び分散樹脂由来の溶剤を含む。）と、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２２５質量部をステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて６時間分散処理を行った。分散終了後、フィルタによりビーズと分散液を分離して、赤色着色剤分散液Ｂを調製した。
【0074】
＜黄色着色剤分散液Ａの調製＞
表１に記載のとおり、黄色着色剤Ａ（ランクセス社製 Ｅ４ＧＮ－ＧＴ（以下、「ＮｉＡｚｏ－Ｙ」と略す。））を１１．４質量部、分散剤として分散剤Ａを固形分換算で２．９質量部、分散樹脂としてバインダー樹脂Ａを固形分換算で５．７質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート８０．０質量部（分散剤及び分散樹脂由来の溶剤を含む。）と、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２２５質量部をステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて６時間分散処理を行った。分散終了後、フィルタによりビーズと分散液を分離して、黄色着色剤分散液Ａを調製した。
表１に記載のとおり、黄色着色剤Ａ（ランクセス社製 Ｅ４ＧＮ－ＧＴ（以下、「ＮｉＡｚｏ－Ｙ」と略す。））を１１．４質量部、分散剤として分散剤Ａを固形分換算で２．９質量部、分散樹脂としてバインダー樹脂Ａを固形分換算で５．７質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート８０．０質量部（分散剤及び分散樹脂由来の溶剤を含む。）と、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２２５質量部をステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて６時間分散処理を行った。分散終了後、フィルタによりビーズと分散液を分離して、黄色着色剤分散液Ａを調製した。
【0075】
＜黄色着色剤分散液Ｂの調製＞
表１に記載のとおり、黄色着色剤Ｂ（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８）を１１．４質量部、分散剤として分散剤Ａを固形分換算で２．９質量部、分散樹脂としてバインダー樹脂Ａを固形分換算で５．７質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを７６．０質量部（分散剤及び分散樹脂由来の溶剤を含む。）及びプロピレングリコールモノメチルエーテルを４．０質量部と、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２２５質量部をステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて６時間分散処理を行った。分散終了後、フィルタによりビーズと分散液を分離して、黄色着色剤分散液Ｂを調製した。
表１に記載のとおり、黄色着色剤Ｂ（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８）を１１．４質量部、分散剤として分散剤Ａを固形分換算で２．９質量部、分散樹脂としてバインダー樹脂Ａを固形分換算で５．７質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを７６．０質量部（分散剤及び分散樹脂由来の溶剤を含む。）及びプロピレングリコールモノメチルエーテルを４．０質量部と、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２２５質量部をステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて６時間分散処理を行った。分散終了後、フィルタによりビーズと分散液を分離して、黄色着色剤分散液Ｂを調製した。
【0076】
＜緑色着色剤分散液Ａの調製＞
表１に記載のとおり、緑色着色剤Ａを９．９質量部、分散剤として分散剤Ａを固形分換算で０．１質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを７２．０質量部（分散剤由来の溶剤を含む。）、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルを１８．０質量部と、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２２５質量部とをステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて６時間分散処理を行った。分散終了後、フィルタによりビーズと分散液を分離して、緑色着色剤分散液Ａを調製した。
表１に記載のとおり、緑色着色剤Ａを９．９質量部、分散剤として分散剤Ａを固形分換算で０．１質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを７２．０質量部（分散剤由来の溶剤を含む。）、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルを１８．０質量部と、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２２５質量部とをステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて６時間分散処理を行った。分散終了後、フィルタによりビーズと分散液を分離して、緑色着色剤分散液Ａを調製した。
【0077】
＜黒色着色剤分散液Ａの調製＞
表１に記載のとおり、黒色着色剤Ａを５．６質量部、分散剤として分散剤Ｂを固形分換算で１．１質量部、分散樹脂としてバインダー樹脂Ｂを固形分換算で２．８質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを７２．４質量部（分散剤由来の溶剤を含む。）、及び３－メトキシ－１－ブタノールを１８．１質量部と、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２２５質量部とをステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて６時間分散処理を行った。分散終了後、フィルタによりビーズと分散液を分離して、黒色着色剤分散液Ａを調製した。
表１に記載のとおり、黒色着色剤Ａを５．６質量部、分散剤として分散剤Ｂを固形分換算で１．１質量部、分散樹脂としてバインダー樹脂Ｂを固形分換算で２．８質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを７２．４質量部（分散剤由来の溶剤を含む。）、及び３－メトキシ－１－ブタノールを１８．１質量部と、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２２５質量部とをステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて６時間分散処理を行った。分散終了後、フィルタによりビーズと分散液を分離して、黒色着色剤分散液Ａを調製した。
【0078】
【表1】
【0079】
＜光重合性モノマーＡ＞
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート及びジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物（新中村化学工業社製 Ａ－９５５０）を使用した。
＜光重合性モノマーＢ＞
トリメチロールプロパントリアクリレート（共栄化学株式会社製 ライトアクリレートＴＭＰ－Ａ）を使用した。
＜光重合性モノマーＣ＞
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートにヘキサメチレンジイソシアネートが結合したウレタン骨格を持つモノマー（日本化薬社製 ＤＰＨＡ－４０Ｈ）を使用した。
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート及びジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物（新中村化学工業社製 Ａ－９５５０）を使用した。
＜光重合性モノマーＢ＞
トリメチロールプロパントリアクリレート（共栄化学株式会社製 ライトアクリレートＴＭＰ－Ａ）を使用した。
＜光重合性モノマーＣ＞
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートにヘキサメチレンジイソシアネートが結合したウレタン骨格を持つモノマー（日本化薬社製 ＤＰＨＡ－４０Ｈ）を使用した。
【0080】
＜光重合開始剤Ａ＞
以下の化学構造（４－アセトキシイミノ－５－［９－エチル－６－（２－メチルベンゾイル）－９Ｈ－カルバゾール－３－イル］－５－オキソペンタン酸メチル）を有するオキシムエステル系化合物を使用した。
以下の化学構造（４－アセトキシイミノ－５－［９－エチル－６－（２－メチルベンゾイル）－９Ｈ－カルバゾール－３－イル］－５－オキソペンタン酸メチル）を有するオキシムエステル系化合物を使用した。
【0081】
【化10】
【0082】
式中、ＯＭｅはメトキシ基を表す。
【0083】
＜光重合開始剤Ｂ＞
以下の化学構造を有するオキシムエステル系化合物を使用した。
以下の化学構造を有するオキシムエステル系化合物を使用した。
【0084】
【化11】
【0085】
＜界面活性剤Ａ＞
メガファックＦ－５５４（ＤＩＣ社製）を使用した。
＜添加剤Ａ＞
ＢＹＫ－３３０（ビックケミー社製）を使用した。
メガファックＦ－５５４（ＤＩＣ社製）を使用した。
＜添加剤Ａ＞
ＢＹＫ－３３０（ビックケミー社製）を使用した。
【0086】
＜着色樹脂組成物の調製＞
表２に記載の各成分を、記載の固形分比率で混合し、ＲＯＲＩ、ＧＯＲＩ、ＢＯＲＩ、ＩＲ１ＯＲＩ、ＩＲ２ＯＲＩの着色樹脂組成物を調製した。
表２に記載の各成分を、記載の固形分比率で混合し、ＲＯＲＩ、ＧＯＲＩ、ＢＯＲＩ、ＩＲ１ＯＲＩ、ＩＲ２ＯＲＩの着色樹脂組成物を調製した。
【0087】
【表2】
【0088】
＜色特性の測定＞
５０ｍｍ角、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（ＡＧＣ社製 ＡＮ１００）上に、各実施例で得られた着色樹脂組成物をスピンコート法で塗布し、減圧乾燥させた後、ホットプレート上にて９０℃で９０秒間プリベークした。次いで、２ｋＷ高圧水銀灯により、４０ｍＪ／ｃｍ２の露光量、照度３０ｍＷ／ｃｍ２で全面露光処理を行った。その後、０．０４質量％水酸化カリウム水溶液を使用し、現像液温度２３℃で６０秒間現像処理を行った。次いで、１ｋｇ／ｃｍ２の水圧で１０秒間スプレー水洗処理を行った。その後、クリーンオーブンにて２３０℃で２０分間の熱硬化処理を行い、着色基板を作成した。
得られた着色基板について、日立製作所社製分光光度計Ｕ－３３１０により透過スペクトルを測定した。その結果を図４に示す。
５０ｍｍ角、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（ＡＧＣ社製 ＡＮ１００）上に、各実施例で得られた着色樹脂組成物をスピンコート法で塗布し、減圧乾燥させた後、ホットプレート上にて９０℃で９０秒間プリベークした。次いで、２ｋＷ高圧水銀灯により、４０ｍＪ／ｃｍ２の露光量、照度３０ｍＷ／ｃｍ２で全面露光処理を行った。その後、０．０４質量％水酸化カリウム水溶液を使用し、現像液温度２３℃で６０秒間現像処理を行った。次いで、１ｋｇ／ｃｍ２の水圧で１０秒間スプレー水洗処理を行った。その後、クリーンオーブンにて２３０℃で２０分間の熱硬化処理を行い、着色基板を作成した。
得られた着色基板について、日立製作所社製分光光度計Ｕ－３３１０により透過スペクトルを測定した。その結果を図４に示す。
【0089】
図４の透過スペクトルは、以下の式で示すマトリックス演算を信号処理部で行うことによって光波長６００－７００ｎｍのみを透過するＲＣＶＴ、光波長５００－６００ｎｍのみを透過するＧＣＶＴ、光波長４００－５００ｎｍのみを透過するＢＣＶＴ、光波長７００－８００ｎｍのみを透過するＩＲ１ＣＶＴ、光波長８００－９００ｎｍのみを透過するＩＲ２ＣＶＴに変換することができる。
【0090】
なお、本明細書において、「ＸからＹ」又は「Ｘ～Ｙ」（Ｘ，Ｙは任意の数字）と表現した場合、特にことわらない限り「Ｘ以上Ｙ以下」の意味とともに、「好ましくはＸより大きい」及び「好ましくはＹより小さい」の意を包含する。
【産業上の利用可能性】
【0091】
本発明によれば、被写体の画像の色再現性をより高めた高精度のカラー画像を取得することができ、ＩＲ１とＩＲ２の近赤外画像も同時に取得できる撮像素子を提供することができる。
【符号の説明】
【0092】
１ カメラシステム、２ 光学部、３ 撮像素子、３１ マイクロレンズ、３２ カラーフィルタ、３２１ ＩＲカットフィルタ層、３２２ 特定波長透過フィルタ層、３２２ａ Ｒフィルタ層、３２２ｂ Ｇフィルタ層、３２２ｃ Ｂフィルタ層、３２１ｄ ＩＲ１フィルタ層、３２２ｅ ＩＲ２フィルタ層、３３ 配線部、ＰＤ１～ＰＤ５ 光電変換部、４ 信号処理部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】