(57)【要約】【課題】小型軽量で高品質のカラー映像を得られる撮像素子の組み立て工程の省力化を実現する。【解決手段】1個の撮像センサーを少なくとも３波長域（ＲＧＢ）の領域に分割し、夫々に対応する少なくとも３個のレンズを配置する光学系において、レンズ、ＩＲカットフィルター、カラー(ＲＧＢ)フィルター、マイクロレンズから光学系が構成され、レンズとＩＲカットフィルターとカラー(ＲＧＢ)フィルターとマイクロレンズおよび撮像センサーを機能的に一体化させた撮像素子において該少なくとも３個のレンズとして一括成形されたレンズを用いることにより解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
1個の撮像センサーを少なくとも３波長域（ＲＧＢ）の領域に分割し、夫々に対応する少なくとも３個のレンズを配置する光学系において、レンズ、ＩＲカットフィルター、カラー(ＲＧＢ)フィルター、マイクロレンズから光学系が構成され、レンズとＩＲカットフィルターとカラー(ＲＧＢ)フィルターとマイクロレンズおよび撮像センサーを機能的に一体化させた撮像素子において該少なくとも３個のレンズとして一括成形されたレンズを用いることを特徴とする撮像素子。
【請求項２】
請求項１において一括成形された該少なくとも３個のレンズがプラスチックレンズであることを特徴とした撮像素子。
【請求項３】
請求項２おいて一括成形する際、光線遮蔽壁を挿入した状態で一括成形したレンズを用いることを特徴とした撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカラー映像を撮影するための撮像素子すなわち光学レンズ付きＣＣＤ／ＣＭＯＳ撮像センサーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
1個の撮像センサーを少なくとも３波長域（ＲＧＢ）の領域に分割し、夫々に対応する少なくとも３個のレンズを配置する光学系において、レンズ、ＩＲカットフィルター、カラー(ＲＧＢ)フィルター、マイクロレンズから光学系が構成され、レンズとＩＲカットフィルターとカラー(ＲＧＢ)フィルターとマイクロレンズおよび撮像センサーを機能的に一体化させた撮像素子については既に出願されている。（特願2008−203506）
【０００３】
しかしこの方式は少なくとも３枚のレンズを使用するため、組み立て工程においてレンズを装着する際、多くの時間と労力を要し、結果としてコストの上昇は避けられなかった。
【０００４】
従来少なくとも３枚のレンズを使用しない方式としては３板式の撮像素子が使用されていた。これはレンズを通った映像はプリズムによりＲＧＢ成分に分割され、各ＲＧＢ成分専用の撮像センサーで受光するというもので、３色分離用のプリズムや各ＲＧＢ成分用の撮像センサーが必要となるため、重量、容積ともに大きなものとなりコスト高となってしまう欠点があった。
【０００５】
しかも、プリズムの貼り合わせなど構造が立体的で複雑となり製造に高度な技術と多くの工程を必要とし、必然的に高価なものになってしまうという欠点があった。
【０００６】
さらに少なくとも３枚のレンズを使用しない方式として単板式撮像素子が開発されている。撮像センサー上にベイヤ配列カラーフィルターを載せるというもので、プリズムを使わずに済むため、その分重量、容積を減らすことが可能となる。
【０００７】
しかし、ベイヤ配列カラーフィルターは画素ピッチで細かいＲＧＢフィルターを並べて設けてあるため、３板式撮像素子に比較して色解像度がＲＢで全画素数の１／４、Ｇで１／２になる。しかも光学系と撮像センサーの主光線入射角が適合しないと色ずれが発生する、色補間処理の影響で偽色が発生する、画素ピッチが微小になると折り返しによりモアレが発生するなどの欠点があった。
【０００８】
その上、撮像センサー全体の対角をカバーする必要があるので、どうしてもレンズの光学長が大きくなり、撮像素子のコンパクト化には限界があった。
【０００９】
また、３板方式にしろ、単板方式にしろ、本来ＲＧＢ波長毎に収差をとるためにレンズの形状を最適化する必要があるのに各ＲＧＢ成分に対して一つのレンズを共用するので、必然的に映像の劣化を避けることは困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は第一に小型軽量でしかも優れた撮像機能を有する撮像素子でありながら、組み立て工程においてレンズを装着する際、１枚のレンズを使用した場合と同等の時間と労力で済み、結果として低コストに製造しうる撮像素子を提供することにある。
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は第二には第一の課題を解決するために最も適した材料を提供することにある。
【００１２】
そして本発明が解決しようとする課題は第三にはＲＧＢに分光された光を撮像センサーの対応する各ＲＧＢ領域により分離度を上げて集光させることにより、色感度の高い撮像素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この課題を解決する手段としては第一に1個の撮像センサーを少なくとも３波長域（ＲＧＢ）の領域に分割し、夫々に対応する少なくとも３個のレンズを配置する光学系において、レンズ、ＩＲカットフィルター、カラー(ＲＧＢ)フィルター、マイクロレンズから光学系が構成され、レンズとＩＲカットフィルターとカラー(ＲＧＢ)フィルターとマイクロレンズおよび撮像センサーを機能的に一体化させた撮像素子において該少なくとも３個のレンズとして一括成形されたレンズを用いることによって解決される。
【００１４】
ここではＲＧＢ３波長の場合を記載したが、３波長以上の領域に分ける場合もあり、当然この場合も本発明の範囲を逸脱するものではない。
【００１５】
この様に必要とされる少なくとも３個のレンズは一括成形されているため、一個ずつ個別にレンズを装着する手間がなくなるため、１枚のレンズを使用した場合と同等の時間と労力で済み、結果として低コストに製造することが可能となる。
【００１６】
この課題を解決する手段としては第二に第一の課題を解決するために最も適した材料としてプラスチック材を用いることにより、解決できる。
【００１７】
ガラスでもこれらの少なくとも三枚一組のレンズを一括成形することは不可能ではないが、高温で成形する必要があり、金型の損耗が激しく極めて高価なものとなる。
【００１８】
この課題を解決する手段としては第三には上記少なくとも三枚組みレンズを一括成形する際、光線遮蔽壁を挿入した状態で一括成形したレンズを用いることにより、ＲＧＢに分光された光を撮像センサーの対応する各ＲＧＢ領域により分離度を上げて集光させることにより、色感度の高い撮像素子を提供することが可能となる。
【００１９】
しかも少なくとも三枚組みレンズを一括成形する際、光線遮蔽壁を挿入した状態で一括成形したレンズを用いるため、組み立て工程において光線遮蔽壁を装着する手間が省け、省力、低コストを実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
1個の撮像センサーを少なくとも３波長域（ＲＧＢ）の領域に分割し、夫々に対応する少なくとも３個のレンズを配置する光学系において、レンズ、ＩＲカットフィルター、カラー(ＲＧＢ)フィルター、マイクロレンズから光学系が構成され、レンズとＩＲカットフィルターとカラー(ＲＧＢ)フィルターとマイクロレンズおよび撮像センサーを機能的に一体化させた撮像素子において該少なくとも３個のレンズとして一括成形されたレンズを用いることにより組み立て工程の省力化が可能となり、コスト低減を実現することに成功した。又このレンズの材質をプラスチックにしたことにより、より容易にしかも安価に一括成形することが可能となった。
【００２１】
そして一括成形する際、光線遮蔽壁を挿入した状態で一括成形したレンズを用いることによりＲＧＢに分光された光を撮像センサーの対応する各ＲＧＢ領域により分離度を上げて集光させることにより、色感度の高い撮像素子を提供できるとともにこの撮像素子の組み立て工程で光線遮蔽壁を装着する手間が省け大幅なコスト低減に成功した。
【実施例】
【００２２】
本発明の実施例として光線遮蔽壁付きのＲ、Ｇ、Ｂに対応したレンズを一括成形したレンズ群の上面図と側面図である。
【００２３】
９−１は一括成形レンズの縦光線遮蔽壁の部分であり、Ｒ、Ｇ、Ｂ対応のそれぞれのレンズ間を分離し互いにそれぞれの光が混じり合わない様にしている。９−２は一括成形レンズの横光線遮蔽壁の部分であり、絞り１から入った光が鏡筒内で反射し、縦光線遮蔽壁で仕切っていない箇所から隣の部屋に回り込むことを防止するものである。場合によってはこの一括成形レンズの横光線遮蔽壁の部分９−１を省略することも可能である。６は一括成形レンズのＲレンズ部分、７は一括成形レンズのＧレンズ部分、８は一括成形レンズのＢレンズ部分である。材質はプラスチックでＺＥＯＮＥＸ  Ｅ４８Ｒ（商品名）使用した。
【００２４】
図２は上記光線遮蔽壁付きのＲ、Ｇ、Ｂに対応したレンズを一括成形したレンズ群撮像素子の断面図を図１に示す。
【００２５】
基板１２の上に撮像センサー１１を貼り付け、さらにその上にマイクロレンズ１０を一体化した。そして撮像センサー１１とマイクロレンズ１０をＲ、Ｇ、Ｂ領域に分離するための遮蔽壁とそれぞれの領域に対応するプラスチックレンズ６，７，８を一括成形した一括成形レンズ及びＲ，Ｇ，ＢフィルターとＩＲカットフィルターを一体化したもの及び絞り１を順次設けた。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一括成形されたレンズの上面図と側面図である。
【図２】本発明の一括成形されたレンズを装着した撮像素子の断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  ・・・絞り
２  ・・・Ｒフィルター、IRカットフィルター
３  ・・・Gフィルター、IRカットフィルター
４  ・・・Ｂフィルター、IRカットフィルター
５  ・・・一括成形レンズ    
６  ・・・一括成形レンズのＲレンズ部分
７  ・・・一括成形レンズのＧレンズ部分
８  ・・・一括成形レンズのＢレンズ部分
９−１・一括成形レンズの縦光線遮蔽壁の部分
９−２・一括成形レンズの横光線遮蔽壁の部分
１０・・・マイクロレンズ
１１・・・撮像センサー
１２・・・基板
【図１】
2010068113.tif 000003
【図２】
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