(57)【要約】      （修正有）【課題】小型軽量で高画質のカラー映像を得られる撮像素子を得る。【解決手段】１個の撮像センサーの撮像領域を複数の波長域に分割し、かつ夫々の波長域に対し最適設計されたレンズと夫々の波長域に適した所要の機能膜を施したガラス板と絞りを配置する光学系を独立した部屋に分けた構造のレンズ鏡筒を構造的に一体化させた撮像素子で、カラーフィルターを撮像センサーの受光素子上に設置した撮像センサーとして、ガラス板によるカラーフィルターを廃止することで、より小型軽量の撮像素子を得られた。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個のカラー映像撮像センサーを複数の波長域に分割し夫々の波長域での撮像を分担させ、夫々の波長域に対応した複数の光学系を有する撮像素子でレンズ、カラーフィルター、IRカットフィルター、絞り、鏡筒、撮像センサーを構造的に一体化させたことを特徴とする撮像素子において、カラーフィルターを撮像センサーの受光素子上に設置したことを特徴とする撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカラー映像を撮像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】
従来カラー映像を撮像するための撮像素子として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もので、３色分離用プリズムや各RGB成分用の撮像センサーが必要となるため、重量、容積とも大型となりコスト高となる欠点があった。しかも、プリズムの貼り合わせなど構造が立体的で複雑なため製造に高度な技術と多くの工程が必要であり、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。
【０００３】
これに対し単板式撮像素子が開発され主流となっている。これは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、プリズムによる分光を必要としないため、重量、容積を低減でき構造も簡素化できる。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いるため、３板式撮像素子に比べ色解像度がRBで１／４、Gで１／２となる。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クロストークが生じ、色補完処理の影響で偽色が発生する。また、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。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、どうしてもレンズ光学長が大きくなり、撮像素子の小型化には限界があった。
【０００４】
また、３板方式にしろ、単板方式にしろ、本来RGB波長毎に収差を取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１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。
【特許文献１】特許公開平5-232304              特許公開平11-331856
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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を提供することにある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は第二に撮像センサーの撮像領域を複数の波長域に分け、各波長域の受光部にそれぞれの波長に対応するカラーフィルターを施した撮像センサーを使用することにより部品点数および組立工程数を減らした安価な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】
【０００７】
この課題を解決する手段としては、１個の撮像センサーを複数の波長域に分割し、夫々の波長域での撮像を分担させ、夫々に対応する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、カラーフィルター、絞り、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フィルターと絞り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、かつ、カラーフィルターを撮像センサーの受光素子上に、各波長域に適応したカラーフィルターをベタに施した撮像センサーを使用したことを特徴とする撮像素子によって解決される。この場合、IRカットフィルターはレンズの第２面に施す。
【発明の効果】
【０００８】
撮像センサーの受光素子上にカラーフィルターを設置した撮像センサーを使用した場合、ガラス板のカラーフィルターを使用した場合に比べ光学長を短縮できる。例えば、ガラス板のカラーフィルターを絞りとレンズ第１面間に設置していた場合、これを外すと約１５％の空間距離を短縮することができ、レンズ鏡筒のさらなる小型軽量化を図ることができる。
【０００９】
また、扱い難いガラス製のカラーフィルターを省略したことで、組立作業性が向上し品質の安定が図れ、組立工程数、管理工数も削減できより安価な撮像素子を提供できる。
【実施例】
【００１０】
本発明の実施例について以下図面を参照しながら説明する。図−１はレンズ鏡筒の完成図で、図−２は上鏡筒の図、図−３は下鏡筒の組立図、図−４は撮像センサー上面図、図−５は撮像素子完成の断面図である。
【００１１】
本発明のレンズ鏡筒は図−１のように上鏡筒１と下鏡筒３を組み合わせた状態で完成となる。今回の実施例はRGB３色の波長域を分割する構成としている。
【００１２】
上鏡筒１には図−２で示すように絞り２が設けてある。
【００１３】
図−３では下鏡筒３の部品取り付け後を示している。下鏡筒３に赤波長域用レンズ４、緑波長域用レンズ５、青波長域用レンズ６の３個のレンズに遮光壁７を挟んで詰めて並べ接着等の方法を用い固定している。各レンズはRGB夫々に対応し最適設計されており各レンズの第２面にはIRカットフィルターを施している。また、レンズ間を詰めるために、レンズ５，６，７の両端をカットした蒲鉾型のレンズ形状としている。
【００１４】
図−４では撮像センサーの撮像領域にRGB夫々に対応した赤波長用カラーフィルター９、緑波長用カラーフィルター１０、青波長用カラーフィルター１１を設置した状態を示している。
【００１５】
上鏡筒１と下鏡筒３を組み合わせてレンズ鏡筒が完成し、これをRGB各波長域のレンズとカラーフィルターの組合せが合致するように固定枠１２を介して撮像センサー基板１３に取り付け、本発明の撮像素子の完成となる。図−５に撮像素子の断面図を示す。RGB各波長域の光学系は絞り２から撮像センサー面８まで遮光壁７および上鏡筒１、下鏡筒３によって、夫々が独立した部屋となっている。また、固定枠１２により撮像センサー８に対するレンズ鏡筒の位置を安定させることができ、取付け強度を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】レンズ鏡筒の完成外観図である。
【図２】上鏡筒の内側を示した図である。
【図３】下鏡筒の部品取り付け完成図である。
【図４】撮像センサーの上面図である。
【図５】撮像素子の完成断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１    上鏡筒
２    絞り部
３    下鏡筒
４    赤波長域用レンズ
５    緑波長域用レンズ
６    青波長域用レンズ
７    遮光壁
８    撮像センサー
９    赤波長域用カラーフィルター
１０  緑波長域用カラーフィルター
１１  青波長域用カラーフィルター
１２  固定枠
１３  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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