本發(fā)明涉及固體攝像裝置的高靈敏度化以及彩色化的技術(shù)。

背景技術(shù)：
近年來(lái)，采用了CCD或CMOS等固體攝像元件(以下有時(shí)稱(chēng)為“攝像元件”。)的數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的高功能化、高性能化備受矚目。特別是隨著半導(dǎo)體制造術(shù)的急速進(jìn)步，攝像元件中的像素構(gòu)造的微細(xì)化得到發(fā)展。其結(jié)果，可謀求攝像元件的像素以及驅(qū)動(dòng)電路的高集成化，攝像元件的高性能化不斷進(jìn)步。特別地在近年來(lái)，還開(kāi)發(fā)出了利用在固體攝像元件的背面?zhèn)冗M(jìn)行受光而不是在形成了布線層的面(表面)側(cè)進(jìn)行受光的背面照射型(backsideillumination)的攝像元件的照相機(jī)，其特性等受到關(guān)注。另一方面，伴隨著攝像元件的多像素化，由于1像素接受的光量下降，因此引起了照相機(jī)靈敏度下降這一問(wèn)題。照相機(jī)的靈敏度下降除了由于多像素化以外，還由于使用了色分離用的濾色器。在通常的彩色照相機(jī)中，與攝像元件的各感光單元對(duì)置地配置了以有機(jī)顏料作為色素的減色型的濾色器。由于濾色器吸收所利用的顏色成分以外的光，因此在采用這種濾色器的情況下，照相機(jī)的光利用率下降。例如，在具有以紅色(R)1像素、綠色(G)2像素、藍(lán)色(B)1像素為基本結(jié)構(gòu)的拜爾型的濾色器排列的彩色照相機(jī)中，R、G、B的各濾色器分別僅使R、G、B光透過(guò)，吸收剩余的光。因此，基于拜爾排列的彩色照相機(jī)中所利用的光是入射光全體的約1/3。針對(duì)上述的靈敏度下降的問(wèn)題，對(duì)比文件1中公開(kāi)了為了取入較多的入射光而在攝像元件的受光部安裝微透鏡陣列來(lái)增加受光量的技術(shù)。根據(jù)該技術(shù)，利用微透鏡對(duì)感光單元進(jìn)行聚光，由此能夠?qū)嵸|(zhì)上提高攝像元件的光孔徑率。該技術(shù)現(xiàn)在被用于大部分的固體攝像元件。如果使用該技術(shù)，則的確可提高實(shí)質(zhì)上的孔徑率，但沒(méi)有解決因?yàn)V色器而引起的光利用率下降的問(wèn)題。作為同時(shí)解決光利用率下降和靈敏度下降的問(wèn)題，對(duì)比文件2中公開(kāi)了組合多層膜的濾色器(分色鏡)和微透鏡來(lái)最大限度利用光的技術(shù)。該技術(shù)中，采用了不吸收光而使特定波段的光選擇性地透過(guò)、反射其他波段的光的多個(gè)分色鏡。由此，不會(huì)損失光，能夠僅使各個(gè)感光部所需的波段的光入射。圖10是示意地表示與專(zhuān)利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的攝像元件的攝像面垂直的方向的斷面的圖。該攝像元件具備在攝像元件的表面以及內(nèi)部分別配置的聚光用的微透鏡4a、4b、遮光部20、感光單元2a、2b、2c、分色鏡17、18、19。分色鏡17、18、19與感光單元2a、2b、2c分別對(duì)置配置。分色鏡17具有使R光透過(guò)而使G光以及B光反射的特性。分色鏡18具有使G光反射而使R光以及B光透過(guò)的特性。分色鏡19具有使B光反射而使R光以及G光透過(guò)的特性。入射至微透鏡4a的光由微透鏡4b調(diào)整了光束之后，入射至第1分色鏡17。第1分色鏡17使R光透過(guò)，而反射G光以及B光。透過(guò)了第1分色鏡17的光入射至感光單元2a。由第1分色鏡17反射后的G光以及B光入射至相鄰的第2分色鏡18。第2分色鏡18反射所入射的光之中的G光，使B光透過(guò)。由第2分色鏡18反射后的G光入射至感光單元2b。透過(guò)了第2分色鏡18的B光被第3分色鏡19反射，入射至其正下方的感光單元2c。這樣，根據(jù)專(zhuān)利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的攝像元件，入射至聚光微透鏡4a的可見(jiàn)光沒(méi)有被濾色器吸收，該RGB的各成分可由3個(gè)感光單元無(wú)損地檢測(cè)出。除了上述的現(xiàn)有技術(shù)以外，專(zhuān)利文獻(xiàn)3還公開(kāi)了通過(guò)使用微棱鏡能夠防止光損失的攝像元件。該攝像元件具有由分別不同的感光單元來(lái)接收被微棱鏡分離為紅色、綠色、藍(lán)色的光的構(gòu)造。通過(guò)這種的攝像元件也能夠防止光的損失。但是，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2以及專(zhuān)利文獻(xiàn)3所公開(kāi)的技術(shù)中，需要設(shè)置與利用的分色鏡的數(shù)目、或者進(jìn)行分光的數(shù)目相應(yīng)的感光單元。例如為了檢測(cè)RGB3色的光，存在較之使用了現(xiàn)有的濾色器時(shí)的感光單元的數(shù)目而必需將感光單元的數(shù)目增加至3倍的這一課題。針對(duì)以上的技術(shù)，專(zhuān)利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了盡管發(fā)生一部分的光損失但是可利用分色鏡和反射來(lái)提高光利用率的技術(shù)。圖11表示利用該技術(shù)的攝像元件的斷面圖的一部分。如圖示，在透光性的樹(shù)脂21內(nèi)配置分色鏡22、23。分色鏡22具有使G光透過(guò)而反射R光以及B光的特性。此外，分色鏡23具有使R光透過(guò)而反射G光以及B光的特性。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，無(wú)法由感光部對(duì)B光進(jìn)行受光，但是能夠通過(guò)以下的原理檢測(cè)全部的R光、G光。首先，在R光入射至分色鏡22、23時(shí)，在分色鏡22中反射，在分色鏡23中透過(guò)。被分色鏡22反射的R光進(jìn)一步被透光性的樹(shù)脂21與空氣的界面反射，入射至分色鏡23。R光透過(guò)分色鏡23，進(jìn)而還透過(guò)具有R光透過(guò)性的有機(jī)色素濾波器25以及微透鏡26。這樣一來(lái)，盡管一部分被金屬層27反射，但是入射至分色鏡22、23的R光的大部分入射至感光部。另一方面，在G光入射至分色鏡22、23時(shí)，在分色鏡22中透過(guò)，在分色鏡23中反射。被分色鏡23反射的G光進(jìn)一步在透光性的樹(shù)脂21與空氣的界面進(jìn)行全反射，入射至分色鏡22。G光透過(guò)分色鏡22，進(jìn)而還透過(guò)具有G光透過(guò)性的有機(jī)色素濾波器24以及微透鏡26。這樣一來(lái)，盡管一部分被金屬層27反射，但是入射至分色鏡22、23的G光的大部分沒(méi)有損失地入射至感光部。通過(guò)上述的原理，在專(zhuān)利文獻(xiàn)4所示的技術(shù)中，盡管RGB光之中的1個(gè)顏色受到損失，但是另外2個(gè)顏色幾乎沒(méi)有損失而能夠受光。因此，無(wú)需配置與RGB3色相應(yīng)的感光部。在此，較之不具有分色鏡而僅通過(guò)有機(jī)色素濾波器進(jìn)行彩色化的情況，相對(duì)于僅利用有機(jī)色素濾波器的情況下的光利用率為約1/3，利用專(zhuān)利文獻(xiàn)4所公開(kāi)的技術(shù)的情況下的光利用率成為全入射光的約2/3。即，根據(jù)該技術(shù)，攝像靈敏度提高至約2倍。但是，根據(jù)該技術(shù)，也會(huì)損失3個(gè)顏色之中的1個(gè)顏色。另一方面，專(zhuān)利文獻(xiàn)5中公開(kāi)了利用分光要素而沒(méi)有大幅增加感光單元就提高光利用率的彩色化技術(shù)。根據(jù)該技術(shù)，通過(guò)與感光單元對(duì)應(yīng)配置的分光要素使得光根據(jù)波段而入射至不同的感光單元。各個(gè)感光單元從多個(gè)分光要素接收不同波段的成分被疊加之后的光。其結(jié)果，通過(guò)利用從各感光單元輸出的光電變換信號(hào)的信號(hào)運(yùn)算能夠生成顏色信號(hào)。不過(guò)，該彩色化技術(shù)適合于單元間距為1微米程度的攝像元件，但如果單元間距變大則存在彩色化的性能劣化的傾向。【在先技術(shù)文獻(xiàn)】【專(zhuān)利文獻(xiàn)】【專(zhuān)利文獻(xiàn)1】特開(kāi)昭59-90467號(hào)公報(bào)【專(zhuān)利文獻(xiàn)2】特開(kāi)2000-151933號(hào)公報(bào)【專(zhuān)利文獻(xiàn)3】特開(kāi)2001-309395號(hào)公報(bào)【專(zhuān)利文獻(xiàn)4】特開(kāi)2003-78917號(hào)公報(bào)【專(zhuān)利文獻(xiàn)5】國(guó)際公開(kāi)第2009/153937號(hào)【發(fā)明的概要】【發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題】在現(xiàn)有技術(shù)中，如果使用光吸收型的濾色器，可以不必大幅增加感光單元，但存在光利用率變低這一問(wèn)題。此外，如專(zhuān)利文獻(xiàn)2～4所公開(kāi)的技術(shù)，如果使用分色鏡、微棱鏡，能夠提高光利用率，但存在必定大幅增加感光單元的這一課題。另一方面，根據(jù)專(zhuān)利文獻(xiàn)5所公開(kāi)的技術(shù)，理論上的確可獲得光利用率高的彩色圖像，但是對(duì)于單元間距大的攝像元件、例如4～5微米(μm)的單元間距的攝像元件而言，存在彩色特性劣化嚴(yán)重的這一課題。因此，在增大單元間距來(lái)謀求高靈敏度化的攝像裝置中，難以獲得優(yōu)異的特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種不必大幅增加感光單元就能夠提高光利用率、并且即便采用單元間距大大超過(guò)1微米的高靈敏度的攝像元件的情況下，顏色再現(xiàn)性也良好的彩色攝像技術(shù)。【用于解決課題的手段】為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)方式的固體攝像元件具備：各自包括第1感光單元、第2感光單元、第3感光單元、以及第4感光單元的多個(gè)單位塊排列成二維狀而成的感光單元陣列；與所述感光單元陣列對(duì)置地配置的包括第1種類(lèi)的分光要素以及第2種類(lèi)的分光要素的分光要素陣列。在將假定所述分光要素陣列不存在的情況下各感光單元接受的光作為各感光單元的單元入射光，所述單元入射光中包含的可見(jiàn)光由第1顏色成分、第2顏色成分、以及第3顏色成分構(gòu)成，將除了各顏色成分以外的顏色成分的可見(jiàn)光作為該顏色成分的補(bǔ)色光時(shí)，所述分光要素陣列通過(guò)所述第1種類(lèi)的分光要素使所述第1以及第2感光單元各自的單元入射光中包含的所述第1顏色成分的光的一部分入射至所述第1感光單元，通過(guò)所述第2種類(lèi)的分光要素使所述第3以及第4感光單元各自的單元入射光中包含的所述第2顏色成分的光的一部分入射至所述第4感光單元。上述的一般性且特定的方式可利用系統(tǒng)、方法、以及計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行安裝，或者利用系統(tǒng)、方法、以及計(jì)算機(jī)程序的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)?！景l(fā)明的效果】根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，利用使入射光根據(jù)顏色成分而入射至不同的感光單元的分光要素，由此不會(huì)大幅增加感光單元，對(duì)于光利用率高、且對(duì)于單元間距大大超過(guò)1微米的高靈敏度的攝像元件，也能夠?qū)崿F(xiàn)顏色再現(xiàn)性較高的彩色攝像。附圖說(shuō)明圖1是示意地表示本發(fā)明的固體攝像元件中的感光單元200以及分光要素100的配置關(guān)系的立體圖。圖2A是表示本發(fā)明的1個(gè)實(shí)施方式的固體攝像元件的單位塊的一例的俯視圖。圖2B是圖2A中的AA’線斷面圖。圖2C是圖2A中的BB’線斷面圖。圖2D是圖2A中的CC’線斷面圖。圖2E是圖2A中的DD’線斷面圖。圖2F是表示圖2A～2E所示的結(jié)構(gòu)中的各感光單元的受光量的圖。圖3A是表示本發(fā)明的其他的實(shí)施方式的固體攝像元件的單位塊的一例的俯視圖。圖3B是圖3A中的AA’線斷面圖。圖3C是圖3A中的BB’線斷面圖。圖3D是圖3A中的CC’線斷面圖。圖3E是圖3A中的DD’線斷面圖。圖3F是表示圖3A～3E所示的結(jié)構(gòu)中的各感光單元的受光量的圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的攝像裝置的概略結(jié)構(gòu)的框圖。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中的鏡頭和攝像元件的圖。圖6A是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中的攝像元件的像素排列的一例的圖。圖6B是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中的攝像元件的像素排列的其他例的圖。圖7A是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中的攝像元件的基本構(gòu)造的俯視圖。圖7B是圖7A中的AA’線斷面圖。圖7C是圖7A中的BB’線斷面圖。圖7D是圖7A中的CC’線斷面圖。圖7E是圖7A中的DD’線斷面圖。圖7F是表示圖7A～7E所示的結(jié)構(gòu)中的各感光單元的受光量的圖。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中的顏色信息生成處理的步驟的流程圖。圖9A是表示實(shí)施方式1的變形例中的攝像元件的基本構(gòu)造的俯視圖。圖9B是圖9A中的AA’線斷面圖。圖9C是圖9A中的BB’線斷面圖。圖10是利用了微透鏡和多層膜濾波器(分色鏡)的現(xiàn)有的攝像元件的斷面圖。圖11是利用了多層膜濾波器(分色鏡)和反射的現(xiàn)有的攝像元件的斷面圖。具體實(shí)施方式為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)方式的固體攝像元件具備：感光單元陣列，所述感光單元陣列是各自包括第1感光單元、第2感光單元、第3感光單元、以及第4感光單元的多個(gè)單位塊排列成二維狀而成；和分光要素陣列，其包括與所述感光單元陣列對(duì)置而配置的第1種類(lèi)的分光要素以及第2種類(lèi)的分光要素。在將假定不存在所述分光要素陣列的情況下各感光單元接受的光作為各感光單元的單元入射光，所述單元入射光中包含的可見(jiàn)光由第1顏色成分、第2顏色成分、以及第3顏色成分構(gòu)成，將除了各顏色成分以外的顏色成分的可見(jiàn)光作為該顏色成分的補(bǔ)色光時(shí)，所述分光要素陣列通過(guò)所述第1種類(lèi)的分光要素使所述第1感光單元以及所述第2感光單元各自的單元入射光中包含的所述第1顏色成分的光的一部分入射至所述第1感光單元，通過(guò)所述第2種類(lèi)的分光要素使所述第3感光單元以及所述第4感光單元各自的單元入射光中包含的所述第2顏色成分的光的一部分入射至所述第4感光單元。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述第1感光單元至所述第4感光單元各自的形狀為四邊形形狀，所述第1感光單元至所述第4感光單元排列成2行2列，所述第1種類(lèi)的分光要素被配置在與所述第1感光單元以及所述第2感光單元的邊界對(duì)置的位置，所述第2種類(lèi)的分光要素被配置在與所述第3感光單元以及所述第4感光單元的邊界對(duì)置的位置。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述第1種類(lèi)的分光要素還配置在與所述第1感光單元以及所述第3感光單元的邊界對(duì)置的位置，所述第2種類(lèi)的分光要素還配置在與所述第2感光單元以及所述第4感光單元的邊界對(duì)置的位置。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述第1種類(lèi)的分光要素還使所述第1感光單元以及所述第3感光單元各自的單元入射光中包含所述第1顏色成分的光的一部分入射至所述第1感光單元，所述第2種類(lèi)的分光要素還使所述第2以及第4感光單元各自的單元入射光中包含的所述第2顏色成分的光的一部分入射至所述第4感光單元。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述第1種類(lèi)的分光要素使所述第1感光單元以及所述第2感光單元各自的單元入射光之中所述第1顏色成分的光的一部分入射至所述第1感光單元，使所述第1顏色成分的光的剩余部分以及所述第1顏色成分的補(bǔ)色光入射至所述第2感光單元，所述第2種類(lèi)的分光要素使所述第3感光單元以及所述第4感光單元各自的單元入射光之中所述第2顏色成分的光的一部分入射至所述第4感光單元，使所述第2顏色成分的光的剩余部分以及所述第2顏色成分的補(bǔ)色光入射至所述第3感光單元。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述第1種類(lèi)的分光要素還使所述第1感光單元以及所述第3感光單元各自的單元入射光之中所述第1顏色成分的光的一部分入射至所述第1感光單元，使所述第1顏色成分的光的剩余部分以及所述第1顏色成分的補(bǔ)色光入射至所述第3感光單元，所述第2種類(lèi)的分光要素還使所述第2感光單元以及所述第4感光單元各自的單元入射光之中所述第2顏色成分的光的一部分入射至所述第4感光單元，使所述第2顏色成分的光的剩余部分以及所述第2顏色成分的補(bǔ)色光入射至所述第2感光單元。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述第1種類(lèi)的分光要素包括在與所述第1感光單元的周?chē)倪吔鐚?duì)置的位置所配置的4個(gè)分光要素，所述第2種類(lèi)的分光要素包括在與所述第4感光單元的周?chē)倪吔鐚?duì)置的位置所配置的4個(gè)分光要素。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述第1顏色成分是紅色以及藍(lán)色的其中一個(gè)顏色成分，所述第2顏色成分是紅色以及藍(lán)色的另一個(gè)顏色成分。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述第1種類(lèi)的分光要素以及所述第2種類(lèi)的分光要素各自具有透光性部件，利用所述透光性部件的形狀、以及所述透光性部件與折射率比所述透光性部件低的其他的透光性部件之間的折射率之差來(lái)進(jìn)行分光。本發(fā)明的一個(gè)方式的攝像裝置具備：上述任意的固體攝像元件；光學(xué)系統(tǒng)，其在所述固體攝像元件形成像；和信號(hào)處理部，其對(duì)從所述固體攝像元件輸出的信號(hào)進(jìn)行處理，通過(guò)利用了從所述第1感光單元輸出的第1光電變換信號(hào)、從所述第2感光單元輸出的第2光電變換信號(hào)、從所述第3感光單元輸出的第3光電變換信號(hào)、以及從所述第4感光單元輸出的第4光電變換信號(hào)的運(yùn)算來(lái)生成顏色信息。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述信號(hào)處理部通過(guò)所述第1光電變換信號(hào)與所述第1至第4光電變換信號(hào)的平均值的差分運(yùn)算、以及所述第4光電變換信號(hào)與所述第1至所述第4光電變換信號(hào)的差分運(yùn)算，來(lái)生成第1色差信號(hào)以及第2色差信號(hào)。本發(fā)明的一個(gè)方式的信號(hào)處理方法是對(duì)從上述任意的固體攝像元件輸出的信號(hào)進(jìn)行處理的方法，其包括：步驟A，獲取從所述第1感光單元輸出的第1光電變換信號(hào)、從所述第2感光單元輸出的第2光電變換信號(hào)、從所述第3感光單元輸出的第3光電變換信號(hào)、以及從所述第4感光單元輸出的第4光電變換信號(hào)；和步驟B，利用所述第1至第4光電變換信號(hào)來(lái)生成顏色信息。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述步驟B包括：生成通過(guò)所述第1光電變換信號(hào)與所述第2光電變換信號(hào)的差分運(yùn)算所生成的第1差分信號(hào)的步驟；和生成通過(guò)所述第3光電變換信號(hào)與所述第4光電變換信號(hào)的差分運(yùn)算所生成的第2差分信號(hào)的步驟。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述步驟B還包括：通過(guò)包括所述第1以及第2光電變換信號(hào)的相加、所述第3以及第4光電變換信號(hào)的相加、以及所述第1至第4光電變換信號(hào)的相加的任意一個(gè)的運(yùn)算來(lái)生成亮度信號(hào)的步驟；和利用所述亮度信號(hào)、所述第1差分信號(hào)、以及所述第2差分信號(hào)來(lái)生成所述單元入射光中包含的紅色、綠色、以及藍(lán)色的顏色信號(hào)的步驟。以下，在說(shuō)明具體的實(shí)施方式之前，首先，參照?qǐng)D1、2A～2F、3A～3F，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的概要。再者，在以下的說(shuō)明中，將對(duì)波段或者顏色成分不同的光在空間上進(jìn)行分離稱(chēng)為“分光”。本發(fā)明的一個(gè)方式的固體攝像元件具備：包括在攝像面排列成二維狀的多個(gè)感光單元(像素)的感光單元陣列、包括多個(gè)分光要素的分光要素陣列。圖1是示意地表示在固體攝像元件10的攝像面形成的感光單元陣列200以及分光要素陣列100的一部分的立體圖。分光要素陣列100與感光單元陣列200對(duì)置地配置在光入射的一側(cè)。再者，感光單元2的排列、形狀、尺寸等并不限于該圖的例子，可以是公知的任意排列、形狀、尺寸。此外，分光要素陣列100為了方便由四角柱表示，但是實(shí)際上并不是具有這種的形狀，可采用各種的構(gòu)造。分光要素陣列100具備多個(gè)分光要素。各分光要素例如是微透鏡或高折射率的透明部件，被設(shè)計(jì)成將入射光根據(jù)波長(zhǎng)而分離至不同的方向。各感光單元2在接收到光時(shí)，通過(guò)光電變換而輸出與接受的光的強(qiáng)度(入射光量)相應(yīng)的電信號(hào)(以下稱(chēng)為“光電變換信號(hào)”或者“像素信號(hào)”。)。本實(shí)施方式中，各感光單元2接受行進(jìn)方向因分光要素陣列100而變化的多個(gè)波段(顏色成分)的光。其結(jié)果，各感光單元2接受的光具有與假定不存在分光要素時(shí)接受的光不同的分光分布(每個(gè)波段的強(qiáng)度分布)。此外，分光要素陣列100也未必對(duì)全部的入射光進(jìn)行分光，可以僅對(duì)某個(gè)比例k(k為大于0且1以下的實(shí)數(shù))進(jìn)行分光。以下，參照?qǐng)D2A～2E說(shuō)明攝像元件10的基本構(gòu)造的一例。圖2A是表示感光單元陣列200的基本像素結(jié)構(gòu)(單位塊)40的一例的俯視圖。感光單元陣列200具有各自包括4個(gè)感光單元2a、2b、2c、2d在內(nèi)的多個(gè)單位塊40在攝像面上排列成二維狀的構(gòu)造。在圖示的例子中，在1個(gè)單位塊內(nèi)中4個(gè)感光單元配置成2行2列。此外，各感光單元的形狀是4邊形形狀。再者，該結(jié)構(gòu)僅僅是一例，感光單元的排列以及形狀并不限定于該例。圖2B、2C、2D、2E分別是示意地表示圖2A中的AA′線斷面、BB′線斷面、CC′線斷面、DD′線斷面的圖。分光要素陣列100如前述具有多個(gè)分光要素。入射至分光要素陣列100的光之中相當(dāng)于比例k的光被這些的分光要素進(jìn)行分光，相當(dāng)于比例(k-1)的光沒(méi)有被分光而透過(guò)。圖2B～2E表示入射至攝像元件10的光之中比例k的光透過(guò)分光要素陣列100時(shí)行進(jìn)方向因顏色成分而變化、其結(jié)果各感光單元接受的光的分光分布彼此不同。本實(shí)施方式中，分光要素陣列包括分光特性不同的第1種類(lèi)的分光要素和第2種類(lèi)的分光要素。各分光要素利用折射或衍射將入射光根據(jù)顏色成分而分離至不同的方向。圖2B、2C所示的斷面圖表示水平方向(圖2A所示的x方向)的分光的情況，圖2D、2E所示的斷面圖是垂直方向(圖2A所示的y方向)的分光的情況。在此，將假定分光要素陣列100不存在的情況下各感光單元接受的光稱(chēng)為該感光單元的“單元入射光”。在1個(gè)單位塊40中包含的感光單元2a～2d相靠近的情況下，可以認(rèn)為這些感光單元的單元入射光中包含的光的強(qiáng)度以及分光分布大致相同。假定以記號(hào)“W”表示這些感光單元的單元入射光的可見(jiàn)光成分的強(qiáng)度。本說(shuō)明書(shū)中，將單元入射光中包含的可見(jiàn)光成分大致分為第1顏色成分、第2顏色成分、第3顏色成分。在將第1～第3顏色成分的強(qiáng)度分別表示為C1、C2、C3時(shí)，W＝C1+C2+C3。此外，對(duì)該光強(qiáng)度賦予k從而表示單元入射光的比例k的光強(qiáng)度。于是，各感光單元的單元入射光之中被分光要素分光的光的強(qiáng)度以kW進(jìn)行表示，沒(méi)有被分光的光的強(qiáng)度以(1-k)W表示。在以下的說(shuō)明中，不僅僅是各顏色成分的強(qiáng)度，有時(shí)以C1、C2、C3表示顏色成分自身。此外，將除了各顏色成分以外的可見(jiàn)光的顏色成分稱(chēng)為該顏色成分的“補(bǔ)色”，將補(bǔ)色的光稱(chēng)為“補(bǔ)色光”。于是，第1顏色成分C1的補(bǔ)色以C2+C3表示，第2顏色成分C2的補(bǔ)色以C1+C3表示，第3顏色成分C3的補(bǔ)色以C1+C2表示。以下，為了方便，有時(shí)以Cn^表示顏色成分Cn(Cn為C1、C2、C3的任意一個(gè))的補(bǔ)色及其強(qiáng)度。第1～第3顏色成分的組合典型的是紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)的3原色的組合，但只要是將可見(jiàn)光分為3個(gè)波段即可，也可以是其他顏色成分的組合。以下，說(shuō)明圖2A～圖2E所示的例子中的分光要素陣列100的作用。對(duì)于入射至第1感光單元2a、第2感光單元2b、第3感光單元2c、第4感光單元2d的入射光，按水平方向(x方向)、垂直方向(y方向)的不同方向來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。在此，通過(guò)分光要素陣列100中包含的第1種類(lèi)的分光要素以及第2種類(lèi)的分光要素來(lái)進(jìn)行分光。第1種類(lèi)的分光要素被設(shè)計(jì)成將入射光分離為第1顏色成分的光和第1顏色成分的補(bǔ)色光。另一方面，第2種類(lèi)的分光要素被設(shè)計(jì)成將入射光分離為第2顏色成分的光和第2顏色成分的補(bǔ)色光。首先，針對(duì)在水平方向排列的第1感光單元2a和第2感光單元2b，說(shuō)明水平方向的分光。分光要素陣列100對(duì)第1感光單元2a以及第2感光單元2b的各單元入射光(強(qiáng)度W)之中、其k倍的光(強(qiáng)度kW)進(jìn)行分光。使該分光之中的第1顏色成分的光(強(qiáng)度kC1)入射至第1感光單元2a，使該分光之中的第1顏色成分的補(bǔ)色光(強(qiáng)度kC1^)入射至第2感光單元2b，使沒(méi)有被分光的剩余的強(qiáng)度W’(＝(1-k)W)的光入射至第1感光單元2a以及第2感光單元2b的各個(gè)單元。再者，如圖2B所示，在第1感光單元2a以及第2感光單元2b中，從兩側(cè)入射以箭頭表示的光，這些光的合計(jì)分別由kC1以及kC1^表示。在此，由第1種類(lèi)的分光要素來(lái)進(jìn)行分光。其次，針對(duì)在水平方向排列的第3感光單元2c和第4感光單元2d，說(shuō)明水平方向的分光。分光要素陣列100使第3感光單元2c以及第4感光單元2d的各單元入射光(強(qiáng)度W)之中的k倍的光(強(qiáng)度kW)進(jìn)行分光。然后，使該分光之中的第2顏色成分的光(強(qiáng)度kC2)入射至第4感光單元2d，使該分光之中的第2顏色成分的補(bǔ)色光(強(qiáng)度kC2^)入射至第3感光單元2c，使沒(méi)有被分光的剩余的強(qiáng)度W’(＝(1-k)W)的光入射至第3感光單元2c以及第4感光單元2d的各單元。再者，如圖2C所示，在第3感光單元2c以及第4感光單元2d中，從兩側(cè)入射以箭頭表示的光，這些光的合計(jì)分別由kC2^以及kC2表示。在此，由第2種類(lèi)的分光要素進(jìn)行分光。再次，針對(duì)在垂直方向排列的第1感光單元2a和第3感光單元2c，說(shuō)明垂直方向的分光。分光要素陣列100使第1感光單元2a以及第3感光單元2c的各單元入射光(強(qiáng)度W)之中的k倍的光(強(qiáng)度kW)進(jìn)行分光。然后，使該分光之中的第1顏色成分的光(強(qiáng)度kC1)入射至第1感光單元2a，使該分光之中的第1顏色成分的補(bǔ)色光(強(qiáng)度kC1^)入射至第3感光單元2c，使沒(méi)有被分光的剩余的強(qiáng)度W’(＝(1-k)W)的光入射至第1感光單元2a以及第3感光單元2c的各單元。再者，如圖2D所示，在第1感光單元2a以及第3感光單元2c中，從兩側(cè)入射由箭頭表示的光，這些光的合計(jì)分別由kC1以及kC1^表示。在此，由第1種類(lèi)的分光要素進(jìn)行分光。最后，針對(duì)在垂直方向排列的第2感光單元2b和第4感光單元2d，說(shuō)明垂直方向的分光。分光要素陣列100使第2感光單元2b以及第4感光單元2d的各單元入射光(強(qiáng)度W)之中的k倍(強(qiáng)度kW)進(jìn)行分光。然后，使該分光之中的第2顏色成分的光(強(qiáng)度kC2)入射至第4感光單元2d，使該分光之中的第2顏色成分的補(bǔ)色光(強(qiáng)度kC2^)入射至第2感光單元2b，使沒(méi)有被分光的剩余的強(qiáng)度W’(＝(1-k)W)的光入射至第2感光單元2b以及第4感光單元2d的各單元。再者，如圖2E所示，在第2感光單元2b以及第4感光單元2d中，從兩側(cè)入射由箭頭表示的光，這些光的合計(jì)分別由kC2^以及kC2表示。在此，由第1種類(lèi)的分光要素進(jìn)行分光。在以上的說(shuō)明中，對(duì)于入射至各感光單元的入射光，由于按水平、垂直的不同方向進(jìn)行了說(shuō)明，因此重復(fù)表記了沒(méi)有被分光的光強(qiáng)度W’，但各感光單元作為沒(méi)有被分光的光而僅接受強(qiáng)度W’的光。圖2F是表示各感光單元接受的光的強(qiáng)度的圖。通過(guò)上述的結(jié)構(gòu)，若僅關(guān)注于分光，則感光單元2a、2b、2c、2d通過(guò)水平方向的分光分別接受由kC1、kC1^、kC2^、kC2表示的強(qiáng)度的光，通過(guò)垂直方向的分光分別接受由kC1、kC2^、kC1^、kC2表示的強(qiáng)度的光。各感光單元除此以外還接受強(qiáng)度W’的沒(méi)有被分光的光。其結(jié)果，如圖2F所示，感光單元2a、2b、2c、2d分別接受由W’+2kC1、W’+kC1^+kC2^、W’+kC1^+kC2^、W’+2kC2表示的強(qiáng)度的光。各感光單元輸出與這些強(qiáng)度相應(yīng)的光電變換信號(hào)(像素信號(hào))。在此，將感光單元2a～2d輸出的光電變換信號(hào)分別設(shè)為S2a～S2d，將與強(qiáng)度W對(duì)應(yīng)的信號(hào)設(shè)為Ws，將與強(qiáng)度W’對(duì)應(yīng)的信號(hào)設(shè)為W’s，將與強(qiáng)度C1對(duì)應(yīng)的信號(hào)設(shè)為C1s，將與強(qiáng)度C2對(duì)應(yīng)的信號(hào)設(shè)為C2s，將與強(qiáng)度C3對(duì)應(yīng)的信號(hào)設(shè)為C3s，進(jìn)而將與強(qiáng)度C1^對(duì)應(yīng)的信號(hào)設(shè)為C1^s(＝C2s+C3s)，將與強(qiáng)度C2^對(duì)應(yīng)的信號(hào)設(shè)為C2^s(＝C1s+C3s)，將與強(qiáng)度C3^對(duì)應(yīng)的信號(hào)設(shè)為C3^s(＝C1s+C2s)，Ws＝C1s+C2s+C3s。于是，S2a～S2d分別可由以下的式1～4表示。(式1)S2a＝W’s+2kC1s(式2)S2b＝Ws’+kC1^s+kC2^s＝Ws’+kWs+kC3s(式3)S2c＝Ws’+kC1^s+kC2^s＝Ws’+kWs+kC3s(式4)S2d＝W’s+2kC2s再者，在對(duì)這些S2a～S2d的信號(hào)進(jìn)行合計(jì)時(shí)，4Ws’+2kC1s+2kC1^s+2kC2s+2kC2^s＝4Ws’+4kWs＝4(1-k)Ws+4kWs＝4Ws，因此可知沒(méi)有發(fā)生光損失。在此，針對(duì)入射光進(jìn)行分光而得到的光的比例k為設(shè)計(jì)值，由于是已知，因此將信號(hào)S2a～S2d的平均值設(shè)為Sav(＝Ws)，如果從信號(hào)S2a中減去(1-k)Sav然后除以2k，則得到C1s。同樣，如果從信號(hào)S2d中減去(1-k)Sav然后除以2k，則得到C2s。進(jìn)而，如果從信號(hào)(S2b+S2c)中減去2Sav然后除以2k，則得到C3s。其結(jié)果，通過(guò)式5～式7的運(yùn)算，得到C1s、C2s、C3s的顏色信號(hào)。(式5)C1s＝(S2a-(1-k)Sav)/2k(式6)C2s＝(S2d-(1-k)Sav)/2k(式7)C3s＝(S2b+S2c-2Sav)/2k即，通過(guò)基于從感光單元2a～2d輸出的4個(gè)光電變換信號(hào)S2a～S2d的信號(hào)運(yùn)算，能夠算出彩色信號(hào)。接下來(lái)，參照?qǐng)D3A至圖3F說(shuō)明攝像元件10的其他例。圖3A是表示該例中的感光單元陣列200的單位塊40的俯視圖。感光單元200的單位塊40具有與圖2A所示的結(jié)構(gòu)同樣的結(jié)構(gòu)。圖3B、3C、3D、3E分別示意地表示圖3A中的AA′線斷面、BB′線斷面、CC′線斷面、DD′線斷面的圖。該例中，分光要素陣列100包括第1種類(lèi)的分光要素和第2種類(lèi)的分光要素。第1種類(lèi)的分光要素將入射光分離為第1顏色成分的光的一部分、第1顏色成分的光的剩余的一部分、第1顏色成分的光的補(bǔ)色光。第2種類(lèi)的分光要素將入射光分離為第2顏色成分的光的一部分、第2顏色成分的光的剩余的一部分、和第2顏色成分的光的補(bǔ)色光。以下，關(guān)于入射至各感光單元的入射光，分為水平方向以及垂直方向進(jìn)行說(shuō)明。首先，針對(duì)在水平方向排列的第1感光單元2a以及第2感光單元2b，說(shuō)明水平方向的分光。分光要素陣列100使第1感光單元2a以及第2感光單元2b的各單元入射光(強(qiáng)度W)之中、其k倍的光(強(qiáng)度kW)進(jìn)行分光。使該分光的之中的第1顏色成分的光的一半(強(qiáng)度kC1/2)入射至第1感光單元2a，使該分光之中的第1顏色成分的光的剩余的一半(強(qiáng)度kC1/2)和第1顏色成分的補(bǔ)色光(強(qiáng)度kC1^)入射至第2感光單元2b，使沒(méi)有被分光的剩余的強(qiáng)度W’(＝(1-k)W)的光入射至第1感光單元2a以及第2感光單元2b的各單元。再者，如圖3B所示，在第1感光單元2a以及第2感光單元2b中，從兩側(cè)入射由箭頭表示的光，這些光的合計(jì)分別由kC1/2以及kC1^+kC1/2表示。在此，由第1種類(lèi)的分光要素進(jìn)行分光。其次，針對(duì)在水平方向排列的第3感光單元2c以及第4感光單元2d，說(shuō)明水平方向的分光。分光要素陣列100使第3感光單元2c以及第4感光單元2d的各單元入射光(強(qiáng)度W)之中、其k倍的光(強(qiáng)度kW)進(jìn)行分光。使該分光之中的第2顏色成分的光的一半(強(qiáng)度kC2/2)入射至第4感光單元2d，使該分光之中的第2顏色成分的光的剩余的一半(強(qiáng)度kC2/2)和第2顏色成分的補(bǔ)色光(強(qiáng)度kC2^)入射至第3感光單元2c，使沒(méi)有被分光的剩余的強(qiáng)度W’(＝(1-k)W)的光入射至第3感光單元2c以及第4感光單元2d的各單元。再者，如圖3C所示，在第3感光單元2c以及第4感光單元2d中，從兩側(cè)入射由箭頭表示的光，這些光的合計(jì)分別由kC2^+kC2/2以及kC2/2表示。在此，由第2種類(lèi)的分光要素進(jìn)行分光。再次，針對(duì)在垂直方向排列的第1感光單元2a以及第3感光單元2c，來(lái)說(shuō)明垂直方向的分光。分光要素陣列100使第1感光單元2a以及第3感光單元2c的各單元入射光(強(qiáng)度W)之中、其k倍的光(強(qiáng)度kW)進(jìn)行分光。使該分光之中的第1顏色成分的光的一半(強(qiáng)度kC1/2)入射至第1感光單元2a，使該分光之中的第1顏色成分的光的剩余的一半(強(qiáng)度kC1/2)和第1顏色成分的補(bǔ)色光(強(qiáng)度kC1^)入射至第3感光單元2c，使沒(méi)有被分光的剩余的強(qiáng)度W’(＝(1-k)W)的光入射至第1感光單元2a以及第3感光單元2c的各單元。再者，如圖3D所示，在第1感光單元2a以及第3感光單元2c中，從兩側(cè)入射由箭頭表示的光，這些光的合計(jì)分別由kC1/2以及kC1^+kC1/2表示。在此，由第1種類(lèi)的分光要素進(jìn)行分光。最后，針對(duì)在垂直方向排列的第2感光單元2b以及第4感光單元2d，說(shuō)明垂直方向的分光。分光要素陣列100使第2感光單元2b以及第4感光單元2d的各單元入射光(強(qiáng)度W)之中、其k倍的光(強(qiáng)度kW)進(jìn)行分光。使該分光之中的第2顏色成分的光的一半(強(qiáng)度kC2/2)入射至第4感光單元2d，該分光之中的第2顏色成分的光的剩余的一半(強(qiáng)度kC2/2)和第2顏色成分的補(bǔ)色光(強(qiáng)度kC2^)入射至第2感光單元2b，使沒(méi)有被分光的剩余的強(qiáng)度W’(＝(1-k)W)的光入射至第2感光單元2b以及第4感光單元2d的各單元。再者，如圖3E所示，在第2感光單元2b以及第4感光單元2d中，從兩側(cè)入射由箭頭表示的光，這些光的合計(jì)分別由kC2^+kC2/2以及kC2/2表示。在此，由第2種類(lèi)的分光要素進(jìn)行分光。在以上的說(shuō)明中，關(guān)于入射至各感光單元的入射光，由于按水平、垂直的不同方向進(jìn)行了說(shuō)明，因此重復(fù)表記了沒(méi)有被分光的光強(qiáng)度W’，但各感光單元作為沒(méi)有被分光的光而僅接受強(qiáng)度W’的光。圖3F是表示各感光單元接受的光的強(qiáng)度的圖。通過(guò)上述的結(jié)構(gòu)，感光單元2a、2b、2c、2d分別接受由W’+kC1、W’+kC1^+kC1/2+kC2^+kC2/2、W’+kC1^+kC1/2+kC2^+kC2/2、W’+kC2表示的強(qiáng)度的光。各感光單元輸出與這些強(qiáng)度相應(yīng)的光電變換信號(hào)(像素信號(hào))。感光單元2a～2d輸出的光電變換信號(hào)S2a～S2d分別可由以下的式8～11表示。(式8)S2a＝W’s+kC1s(式9)S2b＝W’s+kC1^s+kC1s/2+kC2^s+kC2s/2(式10)S2c＝W’s+kC1^s+kC1s/2+kC2^s+kC2s/2(式11)S2d＝W’s+kC2s在對(duì)這些S2a～S2d的信號(hào)進(jìn)行合計(jì)時(shí)，由于4W’s+2kC1s+2kC1^s+2kC2s+2kC2^s＝4W’s+4kWs＝4Ws，因此可知沒(méi)有發(fā)生光損失。在該情況下，由于比例k為設(shè)計(jì)值，是已知的，因此也能夠根據(jù)式8～11而得到C1s、C2s、C3s的顏色信號(hào)。如以上，在該例中，通過(guò)基于從感光單元2a～2d輸出的4個(gè)光電變換信號(hào)S2a～S2d的信號(hào)運(yùn)算，能夠算出彩色信號(hào)。根據(jù)以上的攝像元件10，不使用吸收一部分光的濾色器，使用分光要素就能夠通過(guò)信號(hào)運(yùn)算而獲得彩色信息。因此，能夠防止光的損失，可提高攝像靈敏度。再者，在圖1、圖2B～2E、圖3B～3E中，分光要素陣列100被描繪為覆蓋多個(gè)感光單元的連續(xù)的要素，但分光要素陣列4也可以是在空間上分離的多個(gè)分光要素的集合體。作為這種的分光要素，可利用例如后述的高折射率透明部件、分色鏡、微棱鏡等。本實(shí)施方式中的分光要素陣列100只要可獲得上述例子中示出的光電變換信號(hào)則可以任意構(gòu)成，例如可利用全息元件等進(jìn)行分光。以下，參照?qǐng)D4至圖8說(shuō)明具體的實(shí)施方式。在以下的說(shuō)明中，對(duì)于共同的要素賦予同一符號(hào)。(實(shí)施方式1)圖4是表示第1實(shí)施方式的攝像裝置的整體結(jié)構(gòu)的框圖。本實(shí)施方式的攝像裝置是數(shù)字式的電子照相機(jī)，具備攝像部300、和基于從攝像部300送出的信號(hào)生成表示圖像的信號(hào)(圖像信號(hào))的信號(hào)處理部400。再者，攝像裝置可以僅生成靜止圖像，也可以具備生成運(yùn)動(dòng)圖像的功能。攝像部300具備用于對(duì)被攝體成像的光學(xué)鏡頭12、光學(xué)濾波器11、通過(guò)光電變換將通過(guò)光學(xué)鏡頭12以及光學(xué)濾波器11而成像的光信息變換為電信號(hào)的固體攝像元件10(圖像傳感器)。攝像部300還具備：信號(hào)發(fā)生/接收部13，產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)攝像元件10的基本信號(hào)，并且接收來(lái)自攝像元件10的輸出信號(hào)，送出至信號(hào)處理部400；和元件驅(qū)動(dòng)部14，基于由信號(hào)發(fā)生/接收部13產(chǎn)生的基本信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)攝像元件10。光學(xué)鏡頭12是公知的鏡頭，可以是具有多個(gè)透鏡的鏡頭單元。光學(xué)濾波器11是在用于減少因像素排列的原因而產(chǎn)生的莫爾圖案(moirepattern)的水晶低通濾波器中結(jié)合了用于除去紅外線的紅外截止濾波器而成的光學(xué)濾波器。作為攝像元件10，典型的有CMOS或者CCD，通過(guò)公知的半導(dǎo)體制造技術(shù)進(jìn)行制造。信號(hào)發(fā)生/接收部13以及元件驅(qū)動(dòng)部14由例如CCD驅(qū)動(dòng)器等的LSI構(gòu)成。信號(hào)處理部400具備對(duì)從攝像部300送出的信號(hào)進(jìn)行處理而生成圖像信號(hào)的圖像信號(hào)生成部15、保存在圖像信號(hào)的生成過(guò)程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器30、將所生成的圖像信號(hào)送出至外部的圖像信號(hào)輸出部16。圖像信號(hào)生成部15可通過(guò)公知的數(shù)字信號(hào)處理處理器(DSP)等的硬件、執(zhí)行包括圖像信號(hào)生成處理在內(nèi)的圖像處理的軟件的組合來(lái)適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)。存儲(chǔ)器30由DRAM等構(gòu)成。存儲(chǔ)器30記錄從攝像部300送出的信號(hào)，并且暫時(shí)記錄由圖像信號(hào)生成部15生成的圖像數(shù)據(jù)、被壓縮的圖像數(shù)據(jù)。這些圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由圖像信號(hào)輸出部16被送出至未圖示的記錄介質(zhì)或顯示部等。再者，本實(shí)施方式的攝像裝置可具備電子快門(mén)、取景器、電源(電池)、閃光燈等公知的構(gòu)成要素，但這些的說(shuō)明對(duì)于本發(fā)明的理解不是特別需要因此省略。此外，以上的結(jié)構(gòu)僅僅是一例，在除了攝像元件10以及圖像信號(hào)生成部15的構(gòu)成要素中，也可以適當(dāng)組合公知要素加以利用。以下，說(shuō)明本實(shí)施方式中的固體攝像元件10。圖5是示意地表示在曝光中透過(guò)了鏡頭12的光入射至攝像元件10的樣子的圖。圖5中為了簡(jiǎn)單而省略了鏡頭12以及攝像元件10以外的構(gòu)成要素的記載。此外，鏡頭12一般可由在光軸方向上排列的多個(gè)透鏡構(gòu)成，但為了簡(jiǎn)單，描繪成單一的透鏡。在攝像元件10的攝像面10a，配置了包括排列成二維狀的多個(gè)感光單元(像素)在內(nèi)的感光單元陣列。各感光單元典型的是光電二極管，通過(guò)光電變換輸出與入射光量相應(yīng)的光電變換信號(hào)(像素信號(hào))。在攝像面10a中入射透過(guò)了鏡頭12以及光學(xué)濾波器11的光(可見(jiàn)光)。一般入射至攝像面10a的光的強(qiáng)度以及每個(gè)波段的入射光量的分布(分光分布)根據(jù)入射位置而不同。圖6A、6B是表示本實(shí)施方式中的像素排列的例子的俯視圖。感光單元陣列200例如圖6A所示那樣在攝像面10a上具有排列成正方格子狀的多個(gè)感光單元。感光單元陣列200由多個(gè)單位塊40構(gòu)成，各單位塊40包括4個(gè)感光單元2a、2b、2c、2d。再者，感光單元的排列也可以不是這種正方格子狀的排列，例如是圖6B所示的斜交型的排列，或者是其他排列。如圖6A、6B所示，各單位塊中包括的4個(gè)感光單元2a～2d優(yōu)選彼此靠近，但即便它們分離，通過(guò)適當(dāng)?shù)貥?gòu)成后述的分光要素陣列，也能夠獲得顏色信息。此外，各單位塊可以包括5個(gè)以上的感光單元。與感光單元陣列200對(duì)置地配置在光入射側(cè)包括多個(gè)分光要素的分光要素陣列。本實(shí)施方式中，按照包圍各單位塊中包含的4個(gè)感光單元的各個(gè)單元的方式針對(duì)一個(gè)邊界一個(gè)一個(gè)地設(shè)置分光要素。本實(shí)施方式中，按照覆蓋第1感光單元2a的周?chē)倪吔绲闹辽僖徊糠值姆绞絹?lái)配置第1種類(lèi)的分光要素1a。此外，按照覆蓋第4感光單元2d的周?chē)倪吔绲闹辽僖徊糠值姆绞絹?lái)配置第2種類(lèi)的分光要素1b。以下，說(shuō)明本實(shí)施方式中的分光要素。本實(shí)施方式中的分光要素是利用在折射率不同的2種透光性部件的邊界所產(chǎn)生的光的衍射使入射光根據(jù)波段而朝向不同方向的光學(xué)元件。該類(lèi)型的分光要素具有由折射率相對(duì)較高的材料形成的高折射率透明部件(核心部)、和由折射率相對(duì)較低的材料形成的與核心部的各個(gè)側(cè)面相接的低折射率透明部件(包覆部)。由于核心部與包覆部之間的折射率差，在通過(guò)了兩者的光之間產(chǎn)生相位差，因此引起衍射。由于該相位差根據(jù)光的波長(zhǎng)而不同，因此能夠根據(jù)波段(顏色成分)在空間上分離光。例如，能夠使第1顏色成分的光的各一半分別朝向第1方向以及第2方向，使第1顏色成分以外的光朝向第3方向。此外，能夠使各個(gè)不同波段(顏色成分)的光朝向3個(gè)方向。由于能夠通過(guò)核心部與包覆部的折射率差來(lái)進(jìn)行分光，因此在本說(shuō)明書(shū)中將高折射率透明部件稱(chēng)為“分光要素”。這種衍射型的分光要素的詳細(xì)內(nèi)容公開(kāi)在例如專(zhuān)利第4264465號(hào)公報(bào)。具有以上這種分光要素的分光要素陣列通過(guò)公知的半導(dǎo)體制造技術(shù)執(zhí)行薄膜的堆積以及圖案化，由此能夠制造出。通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)分光要素的材質(zhì)(折射率)、形狀、尺寸、排列圖案等，能夠使期望波段的光分離/合并之后入射至各個(gè)感光單元。其結(jié)果，能夠根據(jù)各感光單元輸出的光電變換信號(hào)的組，算出與需要的顏色成分對(duì)應(yīng)的信號(hào)。以下，參照?qǐng)D7A～7F說(shuō)明本實(shí)施方式中的攝像元件10的基本構(gòu)造以及各分光要素的作用，但本實(shí)施方式中使用背面照射型的攝像元件。其中，在本實(shí)施方式中，攝像元件10的類(lèi)型是背面照射型還是表面照射型并不重要，攝像元件10也可以是表面照射型。此外，在本實(shí)施方式的情況下，攝像元件的單元間距在水平方向、垂直方向都是約4微米，是靈敏度比較高的攝像元件。圖7A～7E是表示本實(shí)施方式中的攝像元件10的基本構(gòu)造的圖。圖7A是表示攝像元件10的基本構(gòu)造的俯視圖。各單位塊中，與4個(gè)感光單元2a、2b、2c、2d相對(duì)置地在它們的邊界附近配置分光要素1a、1b。具有這種基本構(gòu)造的多個(gè)圖案在攝像面10a上反復(fù)形成。圖7B、7C、7D、7E分別是表示圖7A中的AA′線斷面、BB′線斷面、CC′線斷面以及DD′線斷面的圖。如圖示那樣，攝像元件10具備由硅等材料構(gòu)成的半導(dǎo)體基板7、在半導(dǎo)體基板7內(nèi)配置的感光單元2a～2d、在半導(dǎo)體基板7的背面?zhèn)?光入射一側(cè))形成的透明層6a、在透明層6a的內(nèi)部配置的板狀的高折射率透明部件1a、1b。在半導(dǎo)體基板7的表面?zhèn)?光入射一側(cè)的相反側(cè))形成布線層5。此外，在表面?zhèn)扰渲糜糜谥伟雽?dǎo)體基板7、布線層5等的固定基座9。固定基板9隔著透明層6b而與半導(dǎo)體基板7接合。本實(shí)施方式中，高折射率透明部件1a、1b作為分光要素發(fā)揮功能。圖7A～7E所示的構(gòu)造可通過(guò)公知的半導(dǎo)體制造技術(shù)進(jìn)行制造。圖7A～7E所示的攝像元件10具有從布線層5的相反側(cè)向各感光單元入射光的背面照射型的構(gòu)造。但是，本實(shí)施方式的攝像元件10并不限于這種的構(gòu)造，也可以具有從布線層5的表面?zhèn)冉邮芄獾谋砻嬲丈湫偷臉?gòu)造。第1種類(lèi)的分光要素1a以及第2種類(lèi)的分光要素1b如圖7B～7E所示具有在光透過(guò)的方向上較長(zhǎng)的長(zhǎng)方形形狀的斷面，通過(guò)自身與透明層6a之間的折射率差進(jìn)行分光。分光要素1a以包圍感光單元2a的形式配置在與其他的感光單元的邊界的上部，分光要素1b以包圍感光單元2d的形式配置在與其他的感光單元的邊界的上部。分光要素1a針對(duì)入射光使藍(lán)綠色(Cy)光分光至其直線前進(jìn)方向，使R光(作為光強(qiáng)度分別為R/8)分光至其兩側(cè)傾斜方向。分光要素1b針對(duì)入射光使黃(Ye)光分光至其直線前進(jìn)方向，使B光(作為光強(qiáng)度分別為B/4)分光至其兩側(cè)傾斜方向。分光要素1a、1b本來(lái)適用于1微米程度的感光單元間距的攝像元件，但由于本實(shí)施方式的攝像元件的感光單元間距約為較大的4微米，因此并不是使入射光全部進(jìn)行分光，而使入射光的約50％進(jìn)行分光。再者，圖7A～7E中，以W表示入射至各感光單元的光的強(qiáng)度，以W’(＝0.5W)表示沒(méi)有被分光的光的強(qiáng)度。這樣，在本實(shí)施方式中，沒(méi)有被分光的比例k為1/2。此外，對(duì)于分光之后的顏色，紅色、綠色、藍(lán)色、黃色、藍(lán)綠色的光強(qiáng)度分別由R、G、B、Ye、Cy表示。對(duì)于入射光的分光，如果利用圖7A進(jìn)行說(shuō)明，則分光要素1a從上下左右方向向感光單元2a各入射R/8的紅色(R)光，分光要素1b從上下左右方向向感光單元2d各入射B/8的藍(lán)色(B)光。其結(jié)果，在感光單元2a中，從周?chē)?個(gè)分光要素1a入射由強(qiáng)度R/2表示的R光，在感光單元2d中，從周?chē)?個(gè)分光要素1b入射由強(qiáng)度B/2表示的B光。此外，通過(guò)兩分光要素，在感光單元2b和2c各自中一并入射由強(qiáng)度R/4+Cy/2+B/4+Ye/2表示的光。對(duì)于沒(méi)有被分光的光的光強(qiáng)度，在該圖中沒(méi)有標(biāo)記，但是在各感光單元中入射光強(qiáng)度W’的光。利用圖7B～7E來(lái)說(shuō)明入射光的分光狀況。圖7B是表示圖7A中的AA′線斷面的圖，表示分光要素1a對(duì)入射光進(jìn)行分光，使得分光之后的光的一部分入射至感光單元2a和2b的狀況。在本實(shí)施方式的情況下，分光要素1a沒(méi)有配置在感光單元2a和2b的邊界的正上方，向感光單元2b側(cè)偏離少許。其結(jié)果，在感光單元2a中從兩側(cè)的分光要素1a各入射R/8(合計(jì)為R/4)的R光，在感光單元2b中從兩側(cè)的分光要素1a各入射R/8+Cy/4(合計(jì)為R/4+Cy/2)的R光和Cy光。在感光單元2a、2b各自中還入射沒(méi)有被分光的光W’(＝W/2)。圖7C是表示圖7A中的BB′線斷面的圖，表示分光要素1b對(duì)入射光進(jìn)行分光，使分光之后的光的一部分入射至感光單元2c和2d的狀況。本實(shí)施方式的情況下，分光要素1b沒(méi)有配置在感光單元2c與2d的邊界的正上方，向感光單元2c側(cè)偏離少許。其結(jié)果，在感光單元2d中從兩側(cè)的分光要素1b各入射B/8(合計(jì)為B/4)的B光，在感光單元2c中從兩側(cè)的分光要素1b各入射B/8+Ye/4(合計(jì)為B/2+Ye/2)的B光和Ye光。在感光單元2c、2d各自中，還入射沒(méi)有被分光的光W’(＝W/2)。圖7D是表示圖7A中的CC′線斷面的圖，表示分光要素1a對(duì)入射光進(jìn)行分光，使分光之后的光的一部分入射至感光單元2a和2c的狀況。本實(shí)施方式的情況下，分光要素1a沒(méi)有配置在感光單元2a和2c的邊界的正上方，向感光單元2c側(cè)偏離少許。其結(jié)果，在感光單元2a中從兩側(cè)的分光要素1a各入射R/8(合計(jì)為R/4)的R光，在感光單元2c中從兩側(cè)的分光要素1b各入射R/8+Cy/4(合計(jì)為R/4+Cy/2)的R光和Cy光。在感光單元2a、2c各自中還入射沒(méi)有被分光的光W’(＝W/2)。圖7E是表示圖7A中的DD′線斷面的圖，表示分光要素1b對(duì)入射光進(jìn)行分光，使分光之后的光的一部分入射至感光單元2b和2d的狀況。在本實(shí)施方式的情況下，分光要素1b沒(méi)有配置在感光單元2b與2d的邊界的正上方，向感光單元2b側(cè)偏離少許，進(jìn)而分光要素1b的下端向其中心方向偏離少許。其結(jié)果，在感光單元2d中從兩側(cè)的分光要素1b各入射B/8(合計(jì)為B/4)的B光，在感光單元2b中從左右方向各入射B/8+Ye/4(合計(jì)為B/4+Ye/2)的B光和Ye光。在感光單元2b、2d各自中還入射沒(méi)有被分光的光W’(＝W/2)。圖7F是表示入射至各感光單元的光的強(qiáng)度的圖。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，如果還包含沒(méi)有被分光的入射光W’，則感光單元2a、2b、2c、2d中分別入射光強(qiáng)度W’+R/2、W’+R/4+Cy/2+B/4+Ye/2、W’+R/4+Cy/2+B/4+Ye/2、W’+B/4的光?；谏鲜龇止庖?a和1b的特性以及配置構(gòu)造的分光結(jié)果，感光單元2a～2d分別輸出由以下的式12～15表示的光電變換信號(hào)S2a～S2d。在此，分別由Rs、Gs、Bs表示與紅色光、綠色光、藍(lán)色光的強(qiáng)度相當(dāng)?shù)男盘?hào)，由Gs+Bs表示與藍(lán)綠色光的強(qiáng)度相當(dāng)?shù)男盘?hào)Cs，由Rs+Gs表示與黃光的強(qiáng)度相當(dāng)?shù)男盘?hào)Ys。(式12)S2a＝W’s+Rs/2(式13)S2b＝W’s+Rs/4+Bs/4+(Gs+Bs)/2+(Rs+Gs)/2＝5W’s/2+Gs/4(式14)S2c＝W’s+Rs/4+Bs/4+(Gs+Bs)/2+(Rs+Gs)/2＝5W’s/2+Gs/4(式15)S2d＝W’s+Bs/2結(jié)果，通過(guò)從S2a減去W’s并乘以2倍來(lái)得到Rs，從S2d中減去W’s并乘以2倍來(lái)得到Bs。此外，通過(guò)從S2b與S2c之和中減去5W’s并乘以2倍來(lái)得到Gs。W’s是對(duì)S2a～S2d的平均值Sav乘以1/2倍之后的值，Sav由以下的式16表示。即，通過(guò)以下的式16～式19所示的運(yùn)算，得到Rs、Gs、Bs的顏色信號(hào)。(式16)Sav＝(S2a+S2b+S2c+S2d)/4(式17)Rs＝2(S2a-Sav/2)(式18)Gs＝2((S2b+S2c)-5Sav/2)(式19)Bs＝2(S2d-Sav/2)圖像信號(hào)生成部15(圖4)通過(guò)利用了式16～19所示的光電變換信號(hào)的運(yùn)算來(lái)生成顏色信息。以下，參照?qǐng)D8說(shuō)明由圖像信號(hào)生成部15進(jìn)行的顏色信息生成處理。圖8是表示本實(shí)施方式中的顏色信息生成處理的步驟的流程圖。圖像信號(hào)生成部15首先在步驟S1O中獲取光電變換信號(hào)S2a～S2d。接著，在步驟S12中，求出S2a～S2d的平均值Sav，進(jìn)而算出作為其1/2的Sav2。接下來(lái)，在步驟S14中，從像素信號(hào)S2a和S2d中減去Sav2，作為R、B信號(hào)，從像素信號(hào)S2b與S2c的相加結(jié)果中減去5倍的Sav2，作為G信號(hào)。最后，在步驟S16中，對(duì)算出的R、G、B的信號(hào)乘以2倍，形成一組的像素信號(hào)，作為RGB彩色信號(hào)。圖像信號(hào)生成部15按感光單元陣列2的每個(gè)單位塊40執(zhí)行以上的信號(hào)運(yùn)算，從而生成表示R、G、B的各顏色成分的圖像的信號(hào)(稱(chēng)為“彩色圖像信號(hào)”。)。所生成的彩色圖像信號(hào)通過(guò)圖像信號(hào)輸出部16而輸出至未圖示的記錄介質(zhì)、顯示部。這樣，根據(jù)本實(shí)施方式的攝像裝置，通過(guò)使用了光電變換信號(hào)S2a～S2d的加減處理，得到彩色圖像信號(hào)。根據(jù)本實(shí)施方式中的攝像元件10，由于沒(méi)有使用吸收光的光學(xué)元件，因此較之使用濾色器等的現(xiàn)有技術(shù)能夠大幅降低光的損失。如以上，在本實(shí)施方式的攝像元件10中，與2行2列的感光單元陣列相對(duì)置地，在第1行第1列的感光單元和其他的感光單元的4個(gè)邊界線的上部配置將光分為紅色光和紅色光以外的光的第1種類(lèi)的分光要素1a。在第2行第2列的感光單元和其他的感光單元的4個(gè)邊界線的上部配置將光分為藍(lán)色光和藍(lán)色光以外的光的第2種類(lèi)的分光要素1b。將該結(jié)構(gòu)作為基本結(jié)構(gòu)遍布二維狀排列的感光單元的整個(gè)上部，排列分光要素1a和1b。由于這種的分光要素的排列圖案在攝像面上反復(fù)形成，因此即便逐行或者逐列地改變感光單元陣列200中的單位塊40的選擇方法，所得到的4個(gè)光電變換信號(hào)也始終成為由式16～19表示的4個(gè)信號(hào)的組合。即，使運(yùn)算對(duì)象的像素塊各錯(cuò)開(kāi)1行以及1列來(lái)進(jìn)行上述信號(hào)運(yùn)算，能夠與像素?cái)?shù)大致相應(yīng)地獲得RGB各顏色成分的信息。這意味著能夠?qū)z像裝置的分辨率提高至像素?cái)?shù)的程度。并且，如上述在1像素的周邊配置多個(gè)分光要素，由1個(gè)分光要素所產(chǎn)生的分光盡管很少但能夠聚集多個(gè)分光，存在能夠應(yīng)對(duì)像素單元尺寸大的攝像元件的彩色化這一效果。因此，本實(shí)施方式的攝像裝置與現(xiàn)有的攝像裝置相比，除了高靈敏度以外，還能夠生成高分辨率且高靈敏度(高感度)的彩色圖像。再者，圖像信號(hào)生成部15也可以根據(jù)需要而進(jìn)行信號(hào)的放大、合成、修正。此外，盡管理想的是各分光要素嚴(yán)格具有上述的分光性能，但這些的分光性能也可以有少許的偏差。即，從各感光單元實(shí)際輸出的光電變換信號(hào)可以與式16～19所示的光電變換信號(hào)有少許偏差。即便各分光要素的分光性能與理想的性能有偏差的情況下，根據(jù)偏差的程度來(lái)修正信號(hào)也能夠獲得良好的顏色信息。再有，本實(shí)施方式中的圖像信號(hào)生成部15進(jìn)行的信號(hào)運(yùn)算也可由其他設(shè)備執(zhí)行，而不是由攝像裝置自身執(zhí)行。例如，使接收從攝像元件10輸出的光電變換信號(hào)的輸入的外部設(shè)備執(zhí)行規(guī)定了本實(shí)施方式中的信號(hào)運(yùn)算處理的程序，也能夠生成顏色信息。此外，在上述說(shuō)明中，將針對(duì)入射光量的分光的光量的比例k設(shè)為1/2，但這僅僅是一例。對(duì)于本實(shí)施方式的信號(hào)處理，若利用一般化的k來(lái)表示，則式12～15分別改寫(xiě)為以下的式20～23。在此，W’s＝(1-k)Ws＝(1-k)(Rs+Gs+Bs)。(式20)S2a＝W’s+kRs(式21)S2b＝W’s+kRs/2+kBs/2+k(Gs+Bs)+k(Rs+Gs)(式22)S2c＝W’s+kRs/2+kBs/2+k(Gs+Bs)+k(Rs+Gs)(式23)S2d＝W’s+kBs因此，從S2a中減去W’s并乘以1/k倍，可得到Rs，從S2d之中減去W’s并乘以1/k倍，可得到Bs。此外，從S2b與S2c之和中減去5W’s并乘以1/k倍，可得到Gs。W’s是對(duì)S2a～S2d的平均值Sav乘以k倍之后的值，Sav由以下的式24表示。即，通過(guò)以下的式24～27所示的運(yùn)算，得到Rs、Gs、Bs的顏色信號(hào)。(式24)Sav＝(S2a+S2b+S2c+S2d)/4(式25)Rs＝(S2a-kSav)/k(式26)Gs＝((S2b+S2c)-5kSav)/k(式27)Bs＝(S2d-kSav)/k再者，以上的處理僅是一例，如果最終可獲得彩色信號(hào)，則可以進(jìn)行任意的處理。例如，也可以通過(guò)以下的處理得到彩色信號(hào)。上述式25可改寫(xiě)為kRs＝S2a-kSa，式27可改寫(xiě)為kBs＝S2d-kSav。由于kRs、kBs分別表示入射光的R成分、B成分，因此將由式24表示的Sav作為亮度信號(hào)，將(S2a-kSav)和(S2d-kSav)作為色差信號(hào)。圖像信號(hào)生成部15根據(jù)光電變換信號(hào)S2a～S2d生成這些亮度信號(hào)以及色差信號(hào)，對(duì)它們進(jìn)行RGB變換，由此也可獲得彩色信號(hào)。再者，攝像元件10的基本構(gòu)造并不限于圖7A～7F所示的結(jié)構(gòu)。例如，即便以分光要素1a和分光要素1b對(duì)調(diào)的結(jié)構(gòu)配置，本實(shí)施方式的效果也沒(méi)有變化。此外，對(duì)于分光要素1a、1b的配置、構(gòu)造，使其具有微小的偏差或傾斜，但終究是向特定的像素聚集特定的顏色，因而并不限定于這種結(jié)構(gòu)。例如，如果存在在空間上按RGB進(jìn)行分光的分光要素，則也可以將其配置在第1行第1列的像素周邊使其僅對(duì)R光進(jìn)行聚光，配置在第2行第2列的像素周邊使其僅對(duì)B光進(jìn)行聚光。這樣一來(lái)，能夠獲得與上述實(shí)施方式示出的彩色化同樣的效果。在以上說(shuō)明中，作為分光要素而使用了利用2個(gè)部件的折射率差來(lái)進(jìn)行分光的光學(xué)元件，但只要分光要素能夠向各感光單元入射希望的顏色成分的光，則可以是任意的分光要素。例如，作為分光要素而可以使用微棱鏡或分色鏡。此外，也可以組合使用不同種類(lèi)的分光要素。再有，在上述的各實(shí)施方式中，對(duì)于x方向以及y方向的雙方進(jìn)行分光，但并不限定于這種結(jié)構(gòu)。例如，也可以是僅在x方向或者y方向的其中一方進(jìn)行分光的結(jié)構(gòu)。具體而言，可以按照僅進(jìn)行圖2B、2C、圖3B、3C、圖7B、7C所示的水平方向的分光、或者圖2D、2E、圖3D、3E、圖7D、7E所示的垂直方向的分光的方式，來(lái)構(gòu)成分光要素陣列100。圖9A～9C表示這種的構(gòu)成例。圖9A是表示構(gòu)成為僅進(jìn)行水平方向的分光的攝像元件的基本結(jié)構(gòu)例的圖。圖9B是圖9A中的AA’線斷面圖，圖9C是圖9A中的BB’線斷面圖。如圖示，該構(gòu)成例中，第1種類(lèi)的分光要素1a被配置在第1感光單元2a與第2感光單元2b的邊界。分光要素1a構(gòu)成為使第1感光單元2a以及第2感光單元2b的各自的單元入射光中包含的第1顏色成分的光的一部分(強(qiáng)度kC1)入射至第1感光單元2a，使其補(bǔ)色光(強(qiáng)度kC1^)入射至第2感光單元2b。另一方面，第2種類(lèi)的分光要素1b被配置在第3感光單元2c與第4感光單元2d的邊界。分光要素1b構(gòu)成為使第3感光單元2c以及第4感光單元2d的各自的單元入射光中包含的第2顏色成分的光的一部分(強(qiáng)度kC2)入射至第4感光單元2d，使其補(bǔ)色光(強(qiáng)度kC2^)入射至第3感光單元2c。即便是以上這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，由于第1顏色成分的光也集中在第1感光單元2a，第2顏色成分的光也集中在第4感光單元2d，因此能夠獲得顏色信號(hào)C1s、C2s、C3s。具體而言，對(duì)4個(gè)感光單元的信號(hào)的平均值Sav乘以(1-k)從而求出W’s，從第1以及第2光電變換信號(hào)S2a、S2d中減去W’s，能夠獲得顏色信號(hào)C1s、C2s。如果得到顏色信號(hào)C1s、C2s，則通過(guò)計(jì)算Sav-C1s-C2s，也能夠得到顏色信號(hào)C3s?！竟I(yè)上的可利用性】本發(fā)明的固體攝像元件、攝像裝置、方法、以及程序?qū)τ谑褂霉腆w攝像元件的所有的照相機(jī)是有效的。例如，可用于數(shù)字照相機(jī)或數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等民用照相機(jī)、工業(yè)用的固體監(jiān)視照相機(jī)等?！痉?hào)的說(shuō)明】1a、1b分光要素2，2a，2b，2c，2d攝像元件的感光單元4a、4b微透鏡5攝像元件的布線層6a、6b透明層7硅基板9固定基板10攝像元件11光學(xué)濾波器12光學(xué)鏡頭13信號(hào)發(fā)生/接收部14元件驅(qū)動(dòng)部15圖像信號(hào)生成部16圖像信號(hào)輸出部17反射紅色(R)以外的光的多層膜濾波器(分色鏡)18僅反射綠色(G)的多層膜濾波器(分色鏡)19僅反射藍(lán)色(B)的多層膜濾波器(分色鏡)20遮光部21透光性的樹(shù)脂22G光透過(guò)的多層膜濾波器(分色鏡)23R光透過(guò)的多層膜濾波器(分色鏡)24G光透過(guò)的有機(jī)色素濾波器25R光透過(guò)的有機(jī)色素濾波器26微透鏡27金屬層30存儲(chǔ)器40感光單元的單位塊100分光要素陣列200感光單元陣列300攝像部400信號(hào)處理部