(57)【要約】【課題】ノイズの少ない分光を可能にすると共に小型に構成することが出来る色分解撮像光学系、該色分解撮像光学系に好適な固体撮像素子及び該色分解撮像光学系を使用した撮像装置を提供することを課題とする。【課題を解決する手段】複数の光電変換素子５が形成された半導体基板４をシールガラス３によってパッケージ２内に封止して成り、上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し特定の可視波長域の色光を吸収する単一性能の色光吸収部材７が光電変換素子より透明シール部材側に配置された固体撮像素子１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光電変換素子が形成された半導体基板を透明シール部材によってパッケージ内に封止して成る固体撮像素子において、
上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し特定の可視波長域の色光を吸収する単一性能の色光吸収部材が光電変換素子より透明シール部材側に配置された
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
上記透明シール部材を透過して入光する光を上記複数の光電変換素子に各別に導く複数のマイクロレンズがが設けられており、
上記色光吸収部材が上記光電変換素子とマイクロレンズとの間に位置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
複数の光電変換素子が形成された半導体基板を透明シール部材によってパッケージ内に封止して成る固体撮像素子において、
上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し紫外線を吸収する単一性能の光吸収部材が光電変換素子より透明シール部材側に配置された
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項４】
上記透明シール部材を透過して入光する光を上記複数の光電変換素子に各別に導く複数のマイクロレンズがが設けられており、
上記光吸収部材が上記光電変換素子とマイクロレンズとの間に位置されている
ことを特徴とする請求項３に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
入射光を複数の色光に分解し、上記分解された複数の色光を各別の固体撮像素子によって受光する色分解撮像光学系であって、
上記固体撮像素子の少なくとも一が、複数の光電変換素子が形成された半導体基板を透明シール部材によってパッケージ内に封止して成り、
上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し特定の可視波長域の色光を吸収する単一性能の色光吸収部材が光電変換素子より透明シール部材側に配置された
ことを特徴とする色分解撮像光学系。
【請求項６】
上記透明シール部材を透過して入光する光を上記複数の光電変換素子に各別に導く複数のマイクロレンズがが設けられており、
上記色光吸収部材が上記光電変換素子とマイクロレンズとの間に位置されている
ことを特徴とする請求項５に記載の色分解撮像光学系。
【請求項７】
入射光を複数の色光に分解し、上記分解された複数の色光を各別の固体撮像素子によって受光する色分解撮像光学系であって、
上記複数の固体撮像素子のうち少なくとも一の固体撮像素子が、複数の光電変換素子が形成された半導体基板を透明シール部材によってパッケージ内に封止し、上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し紫外線を吸収する単一性能の光吸収部材が光電変換素子より透明シール部材側に配置されて成り、
残りの固体撮像素子の少なくとも一が、複数の光電変換素子が形成された半導体基板を透明シール部材によってパッケージ内に封止し、上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し特定の可視波長域の色光を吸収する単一性能の色光吸収部材が光電変換素子より透明シール部材側に配置されてなる
ことを特徴とする色分解撮像光学系。
【請求項８】
上記透明シール部材を透過して入光する光を上記複数の光電変換素子に各別に導く複数のマイクロレンズがが設けられており、
上記光吸収部材が上記光電変換素子とマイクロレンズとの間に位置されている
ことを特徴とする請求項７に記載の色分解撮像光学系。
【請求項９】
撮像レンズ系と、該撮像レンズ系によって取り入れられた入射光を複数の色光に分解し、上記分解された複数の色光を各別の固体撮像素子によって受光する色分解撮像光学系とを備えた撮像装置であって、
上記固体撮像素子の少なくとも一が、複数の光電変換素子が形成された半導体基板を透明シール部材によってパッケージ内に封止して成り、
上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し特定の可視波長域の色光を吸収する単一性能の色光吸収部材が光電変換素子より透明シール部材側に配置された
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
上記透明シール部材を透過して入光する光を上記複数の光電変換素子に各別に導く複数のマイクロレンズがが設けられており、
上記光吸収部材が上記光電変換素子とマイクロレンズとの間に位置されている
ことを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
撮像レンズ系と、該撮像レンズ系によって取り入れられた入射光を複数の色光に分解し、上記分解された複数の色光を各別の固体撮像素子によって受光する色分解撮像光学系とを備えた撮像装置であって、
上記複数の固体撮像素子うち少なくとも一の固体撮像素子が、複数の光電変換素子が形成された半導体基板を透明シール部材によってパッケージ内に封止し、上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し紫外線を吸収する単一性能の光吸収部材が光電変換素子より透明シール部材側に配置されて成り、
残りの固体撮像素子の少なくとも一が、複数の光電変換素子が形成された半導体基板を透明シール部材によってパッケージ内に封止し、上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し特定の可視波長域の色光を吸収する単一性能の色光吸収部材が光電変換素子より透明シール部材側に配置されてなる
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
上記透明シール部材を透過して入光する光を上記複数の光電変換素子に各別に導く複数のマイクロレンズがが設けられており、
上記光吸収部材が上記光電変換素子とマイクロレンズとの間に位置されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は新規な固体撮像素子、色分解撮像光学系及び撮像装置に関する。詳しくは、入射光を複数の色光に分解し、上記分解された複数の色光を各別の固体撮像素子によって受光する色分解撮像光学系において、ノイズの少ない分光を可能にすると共に小型に構成することが出来る色分解撮像光学系、該色分解撮像光学系に好適な固体撮像素子及び該色分解撮像光学系を使用した撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラやスチルカメラ等の撮像装置に色分解撮像光学系が備えられていることがある。この色分解撮像光学系は、色分解光学系と複数の固体撮像素子とによって構成される。色分解光学系の光学素子と固体撮像素子とは、透明な接着剤を介して固着されたり、空気層を間に挟んで配置されたりする。さらにこの色分解光学系は、複数のプリズム及び波長選択性のあるフィルタといった光学素子が組み合わされて構成されている。撮像レンズを通過した光は色分解光学系に入射し、複数色に分解される。緑、青、赤の三色への分解が一般的であるが、二色ないし四色に分解する色分解光学系も考案されている。そしてこれら色分解光学系の出射側には、複数のＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）といった固体撮像素子が配置される。
【０００３】
不要な色光を除去することを目的として、固体撮像素子の透明シール部材にダイクロイック膜による色光反射フィルタを施したり、また、色分解光学系の各色光出射面にトリミングフィルタと呼ばれている色光吸収フィルタが備えられることがある。反射フィルタを施した例としては特許文献１に示されたものがあり、また、吸収フィルタを備えた例としては特許文献２に示されたものがある。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１３４６３６号公報
【特許文献２】特開２００５−９９３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されたもののように、ダイクロイック膜による反射フィルタを備えた場合、高輝度光源による撮影時にこの反射フィルタ部と他の光学部材及び撮像素子との間で起こる多重反射により、有害な光が生じて撮像素子に到達してしまうことがある。一方、特許文献２に示されたもののように、吸収フィルタを備えた場合、この吸収フィルタの厚み分だけ光学系が大型化しがちである。さらに、色分解光学系の出射面に反射フィルタもしくは吸収フィルタを備えた場合、コストアップ要因にもなる。
【０００６】
そこで、本発明は、上記した従来の問題に鑑み、ノイズの少ない分光を可能にすると共に小型に構成することが出来る色分解撮像光学系、該色分解撮像光学系に好適な固体撮像素子及び該色分解撮像光学系を使用した撮像装置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】
【０００７】
本発明固体撮像素子は、上記した課題を解決するために、複数の光電変換素子が形成された半導体基板を透明シール部材によってパッケージ内に封止して成り、上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し特定の可視波長域の色光を吸収する単一性能の色光吸収部材が光電変換素子より透明シール部材側に配置されたものである。
【０００８】
また、別の本発明固体撮像素子は、複数の光電変換素子が形成された半導体基板を透明シール部材によってパッケージ内に封止して成り、上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し紫外線を吸収する単一性能の光吸収部材が光電変換素子より透明シール部材側に配置されたものである。
【０００９】
従って、本発明及び別の本発明固体撮像素子にあっては、固体撮像素子のパッケージ内部に単一性能の色光吸収部材又は光吸収部材が配置される。
【００１０】
さらに、本発明色分解撮像光学系、撮像装置、別の本発明色分解光学系及び撮像装置は、本発明固体撮像素子又は別の本発明固体撮像素子を使用している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明固体撮像素子は、複数の光電変換素子が形成された半導体基板を透明シール部材によってパッケージ内に封止して成る固体撮像素子において、上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し特定の可視波長域の色光を吸収する単一性能の色光吸収部材が光電変換素子より透明シール部材側に配置されたことを特徴とする。
【００１２】
従って、本発明固体撮像素子にあっては、パッケージ内部に設けられた色光吸収部材によって特定の可視波長域の色光を吸収するので、該色光吸収部材を透過した所定の波長域の色光のみが光電変換素子に到達する。そのため、本発明固体撮像素子を色分解撮像光学系に使用した場合、固体撮像素子の外側に色光吸収部材を配置しなくて済むため、色分解撮像光学系を小型に構成することが出来る。また、固体撮像素子の外側に色光吸収部材を配置した場合は、従来以上の小型化は望めないが、目的とする色光を２重に遮光することができるため、光電変換素子が所望の色光をよりノイズの少ない状態で受光することが出来る。
【００１３】
また、別の本発明固体撮像素子は、複数の光電変換素子が形成された半導体基板を透明シール部材によってパッケージ内に封止して成る固体撮像素子において、上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し紫外線を吸収する単一性能の光吸収部材が光電変換素子より透明シール部材側に配置されたことを特徴とする。
【００１４】
従って、別の本発明固体撮像素子にあっては、パッケージ内部に設けられた光吸収部材によって紫外線を吸収するので、パッケージ内に入射した色光に紫外光領域の光が混在していた場合でも、紫外光領域の光が除去されたノイズの少ない所望の色光が光電変換素子に受光される。
【００１５】
本発明色分解撮像光学系は、入射光を複数の色光に分解し、上記分解された複数の色光を各別の固体撮像素子によって受光する色分解撮像光学系であって、上記固体撮像素子の少なくとも一が、複数の光電変換素子が形成された半導体基板を透明シール部材によってパッケージ内に封止して成り、上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し特定の可視波長域の色光を吸収する単一性能の色光吸収部材が光電変換素子より透明シール部材側に配置されたことを特徴とする。
【００１６】
また、別の本発明色分解撮像光学系は、入射光を複数の色光に分解し、上記分解された複数の色光を各別の固体撮像素子によって受光する色分解撮像光学系であって、上記複数の固体撮像素子うち少なくとも一の固体撮像素子が、複数の光電変換素子が形成された半導体基板を透明シール部材によってパッケージ内に封止し、上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し紫外線を吸収する単一性能の光吸収部材が光電変換素子より透明シール部材側に配置されて成り、残りの固体撮像素子の少なくとも一が、複数の光電変換素子が形成された半導体基板を透明シール部材によってパッケージ内に封止し、上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し特定の可視波長域の色光を吸収する単一性能の色光吸収部材が光電変換素子より透明シール部材側に配置されてなることを特徴とする。
【００１７】
従って、本発明及び別の本発明色分解撮像光学系にあっては、固体撮像素子の外側に色光吸収部材を配置する必要がないため、小型且つ安価に構成することが出来る。また、、固体撮像素子の外側にダイクロイック膜による反射フィルタを設ける必要がないため、他の光学部材や固体撮像素子との間で発生する多重反射を回避することが出来る。
【００１８】
本発明撮像装置は、撮像レンズ系と、該撮像レンズ系によって取り入れられた入射光を複数の色光に分解し、上記分解された複数の色光を各別の固体撮像素子によって受光する色分解撮像光学系とを備えた撮像装置であって、上記固体撮像素子の少なくとも一が、複数の光電変換素子が形成された半導体基板を透明シール部材によってパッケージ内に封止して成り、上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し特定の可視波長域の色光を吸収する単一性能の色光吸収部材が光電変換素子より透明シール部材側に配置されたことを特徴とする。
【００１９】
また、別の本発明撮像装置は、撮像レンズ系と、該撮像レンズ系によって取り入れられた入射光を複数の色光に分解し、上記分解された複数の色光を各別の固体撮像素子によって受光する色分解撮像光学系とを備えた撮像装置であって、上記複数の固体撮像素子うち少なくとも一の固体撮像素子が、複数の光電変換素子が形成された半導体基板を透明シール部材によってパッケージ内に封止し、上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し紫外線を吸収する単一性能の光吸収部材が光電変換素子より透明シール部材側に配置されて成り、残りの固体撮像素子の少なくとも一が、複数の光電変換素子が形成された半導体基板を透明シール部材によってパッケージ内に封止し、上記パッケージ内において上記複数の光電変換素子に関し特定の可視波長域の色光を吸収する単一性能の色光吸収部材が光電変換素子より透明シール部材側に配置されてなることを特徴とする。
【００２０】
従って、本発明及び別の本発明撮像装置にあっては、本発明又は別の本発明色分解撮像光学系を使用しているので、小型且つ安価に構成することが出来る。
【００２１】
請求項２、請求項４、請求項６、請求項８、請求項１０及び請求項１２に記載した発明にあっては、上記透明シール部材を透過して入光する光を上記複数の光電変換素子に各別に導く複数のマイクロレンズがが設けられており、上記色光吸収部材又は光吸収部材が上記光電変換素子とマイクロレンズとの間に位置されているので、色光吸収部材又は光吸収部材を透過した色光が光電変換素子に効率良く受光される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明及び別の本発明（以下、この「発明を実施するための最良の形態」の項では、両者を含めて「本発明」として表現する。）固体撮像素子、色分解撮像光学系及び撮像装置を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
先ず、図１及び図２を参照して本発明固体撮像素子について説明する。
【００２４】
図１は固体撮像素子１の内容を概念的に示す断面図である。
【００２５】
一方の面が開口した容器状をしたパッケージ２の開口面、すなわち、光が入射する面２ａは透明シール部材、例えば、シールガラス３によって封止され、パッケージ２内が密閉状にされている。上記のように、密閉されたパッケージ２内には半導体基板４上に配列されたＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の光電変換素子５、５、・・・が配置され、該光電変換素子５、５、・・・と透明シール部材３との間にはマイクロレンズアレイ６が配置されている。マイクロレンズアレイ６に光電変換素子５、５、・・・に各別に対応したマイクロレンズ６ａ、６ａ、・・・が形成されており、各マイクロレンズ６ａ、６ａ、・・・によって開口面２ａから入射した光が無駄なく各光電変換素子５、５、・・・に受光されるようになっている。そして、上記マイクロレンズアレイ６と光電変換素子５、５、・・・との間には特定の可視波長域の色光を吸収する単一性能の色光吸収部材７が配置されている。
【００２６】
上記色光吸収部材７の性能は、例えば、入射光のうち青色光のみを受光する個体撮像素子１Ｂ（図３、図１１、図１２参照）にあっては、青色光を透過させ青色光以外の色光を吸収するものであり、また、赤色のみを受光する個体撮像素子１Ｒ（図３、図１１、図１２参照）にあっては、赤色光のみ透過させ赤色光以外の色光を吸収するものである。或いは、入射光のうち紫外領域の光を除去した残りの光を受光する個体撮像素子（図示しない）にあっては、紫外線を吸収するものである。
【００２７】
上記個体撮像素子１にあっては、シールガラス３を透過して入射し、マイクロレンズ６ａ、６ａ、・・・によって各別の光電変換素子５、５、・・・へ集光される光から受光対象色光以外の色光が色光吸収部材７によって除去されるため、光電変換素子５、５、・・・には所望の色光のみが受光される。
【００２８】
上記した固体撮像素子１は、通常用いられている固体撮像素子製造方法により容易に製造することができ、色光吸収部材７の付加が著しいコスト増を来すことはない。
【００２９】
図２に、光電変換素子５として、例えば、ＣＣＤを備えた固体撮像素子１の詳細を示す。
【００３０】
半導体基板４上に下層から順番にＣＣＤ５、５、・・・、色光吸収部材７、マイクロレンズアレイ６が積層され、該半導体基板４が、例えば、一方が開口されたセラミック製のパッケージ２の底面に接着により固定され、パッケージ２の開口面２ａがシールガラス３によって覆われて形成される。
【００３１】
先ず、半導体基板４上に光電変換素子５、５、・・・を形成する。光電変換素子５は、詳細な図示は省略するが、半導体基板４に形成されたＣＣＤ、フォトダイオード、チャンネルストップ、トランスファーゲートから成る。ついで、光電変換素子５、５、・・・が形成された層の上に、例えば、アルミニウムによる遮光膜８が形成され、フォトダイオード以外の部分が覆われ、フォトダイオードにのみ受光されるようにされる。そして、フォトダイオードに受光によって生じた電荷がトランスファーゲートを介してＣＣＤに転送される。そして、遮光膜８の上に第１の平坦化層９ａが形成され、該平坦化層９ａの上にカラーフィルタ、すなわち、色光吸収部材７が形成され、該色光吸収部材７の上に第２の平坦化層９ｂが形成され、最後にマイクロレンズアレイ６が形成される。
【００３２】
図３乃至図１０に本発明色分解撮像光学系の第１の実施の形態１０を示す。
【００３３】
この第１の実施の形態にかかる色分解撮像光学系１０は撮像レンズ２０を通過してきた光を緑色光Ｇ、青色光Ｂ及び赤色光Ｒの３色に分解し、これら３色の色光を各別の個体撮像素子によって受光するものであって、撮像レンズ２０の後方、すなわち、像面側に配置されており、色分解光学系３０と３つの固体撮像素子１Ｎ、１Ｂ、１Ｒとによって構成される。
【００３４】
色分解光学系３０は、３個のプリズム３１、３２、３３と２つのダイクロイック膜３４、３５とを備える。第１のプリズム３１の入射面３１ａが撮像レンズ２０に正対した状態で配置され、第１のプリズム３１の入射面３１ａの像面側に位置した射出面３１ｂに第２のプリズム３２の入射面３２ａがダイクロイック膜３４を介して接合され、第２のプリズム３２の入射面３２ａの像面側に位置した射出面３２ｂに第３のプリズム３３の入射面３３ａがダイクロイック膜３５を介して接合されている。
【００３５】
そして、固体撮像素子１Ｎがそのシールガラス３が第１のプリズム３１のもう一つの射出面３１ｃに対向した状態で配置され、固体撮像素子１Ｂがそのシールガラス３が第２のプリズム３２のもう一つの射出面３２ｃに対向した状態で配置され、固体撮像素子１Ｒがそのシールガラス３が第３のプリズム３３の入射面３３ａの像面側に位置し、且つ、撮像レンズ２０に正対した射出面３３ｂに対向した状態で配置される。なお、各固体撮像素子、１Ｎ、１Ｂ、１Ｒはそれぞれのシールガラス３、３、３が各射出面３１ｃ、３２ｃ、３３ｂに接着されても良いし、又は上記射出面３１ｃ、３２ｃ、３３ｂと空気間隔を介して配置されても良い。また、色分解撮像光学系１０と撮像レンズ２０との間には、光学ローパスフィルタ４１や赤外カットフィルタ４２を配置することも可能である。
【００３６】
上記した色分解撮像光学系１０おいて、撮像レンズ２０を通過して第１のプリズム３１にその入射面３１ａから入射した光は第１のプリズム３１の射出面３１ｂに形成されたダイクロイック膜３４に到達し、該ダイクロイック膜３４によって緑色光Ｇが反射され、その他の色光はダイクロイック膜３４を透過して第２のプリズム３２にその入射面３１ａから入射する。ダイクロイック膜３４によって反射された緑色光Ｇは入射面３１ａの内面によって反射され別の射出面３１ｃを透過して固体撮像素子１Ｎに入射する。なお、固体撮像素子１Ｎは色吸収部材７を有しないモノクロタイプの固体撮像素子である。図４はダイクロイック膜３４によって反射された緑色光Ｇの分光特性を示すものであり、緑色光以外の色光成分は少な目であり、目立って大きなピークがない。そのため、固体撮像素子１Ｎには入射した光から緑色光以外の色光を吸収する色光吸収部材７が無くとも、ノイズがほとんど無い緑色光が光電変換素子５、５、・・・によって受光される。なお、緑色光を受光する固体撮像素子１に緑色光以外の色光を吸収する色光吸収部材７を設けてもかまわない。これによって、より確実に緑色光のみを受光することができる。
【００３７】
ダイクロイック膜３４を透過した光は第２のプリズム３２にその入射面３２ａから入射し、且つ、出射面３２ｂに形成されたダイクロイック膜３５に到達し、該ダイクロイック膜３５によって青色光Ｂが反射され、赤色光Ｒが透過される。ダイクロイック膜３５によって反射された青色光Ｂは別の射出面３２ｃを射出し固体撮像素子１Ｂに入射する。固体撮像素子１Ｂに形成された色光吸収部材７は青色光以外の色光を吸収するように構成されており、従って、固体撮像素子１Ｂに入射した青色光Ｂからは色光吸収部材７によって青色光以外の色光成分が吸収され、ノイズがほとんど無い青色光が受光される。図５は緑色光が除外された光からさらに青色光を反射するダイクロイック膜３５によって反射された光の分光特性を示すものであり、５７０ｎｍ（ナノメータ）近辺に余分な色光の大きなピークが確認でき、これがノイズとなるが、固体撮像素子１Ｂに設けられた色光吸収部材７の分光透過率特性は図７に示すように、青の帯域である５００ｎｍ以下の色光を極力透過させ、それ以外の色光を吸収する特性を有するので、図５に示す、５７０ｎｍ近辺の光が吸収され、図９に示す分光特性を有する青色光が光電変換素子５、５、・・・によって受光される。
【００３８】
ダイクロイック膜３４及び３５を透過した赤色光Ｒは固体撮像素子１Ｒに入射し、撮像素子１Ｒに設けられた色光吸収部材７を透過して光電変換素子５、５、・・・に受光される。そして、ダイクロイック膜３４及び３５を透過した赤色光は、図６の分光特性に示すように、４００ｎｍ近辺に余分な色光のピークが存在している。そして、固体撮像素子１Ｒ内に設けられた色光吸収部材７の分光透過特性は、図８に示すように、５７０ｎｍ近辺から以下の色光は殆ど透過させないので、図６に存在していた４００ｎｍ近辺の余分な光が除去され、図１０の分光特性に示すような、ノイズが殆ど存在しない赤色光のみが光電変換素子５、５、・・・に受光される。なお、第１のプリズム３１の入射面３１ａを入射してから各固体撮像素子１Ｎ、１Ｂ、１Ｒの光電変換素子５、５、・・・の受光面に到達するまでの光路長は各色光Ｇ、Ｂ、Ｒとも同じになるように構成されている。
【００３９】
上記したように、色分解撮像光学系１０にあっては、ノイズが殆ど除去され緑色光Ｇ、青色光Ｂ及び赤色光Ｒがそれぞれの固体撮像素子１Ｎ、１Ｂ、１Ｒに受光される。そして、色分解光学系３０には従来必要とされたフィルタや紫外線反射膜が必要なく、その分、小型に、且つ、安価に構成することができる。
【００４０】
図１１に本発明色分解撮像光学系の第２の実施の形態を示す。この第２の実施の形態にかかる色分解撮像光学系１０Ａは、第３のプリズム３３の射出面３３ｂと個体撮像素子１Ｒとの間に赤色光以外の色光を吸収する波長選択性フィルタ５０Ｒを介在させたものである。
【００４１】
波長選択性フィルタ５０Ｒを使用することにより、小型化のメリットは多少失われるが、赤色光以外の色光要素をより完全に除去することができる。
【００４２】
図１２に本発明色分解撮像光学系の第３の実施の形態を示す。この第３の実施の形態にかかる色分解撮像光学系１０Ｂは、第２のプリズム３２の射出面３２ｂと個体撮像素子１Ｂとの間に青色光以外の色光を吸収する波長選択性フィルタ５０Ｂを介在させたものである。
【００４３】
波長選択性フィルタ５０Ｂを使用することにより、小型化のメリットは多少失われるが、青色光以外の色光要素をより完全に除去することができる。
【００４４】
なお、複数の個体撮像素子１の直前に波長選択性フィルタ５０を配置してもかまわない。
【００４５】
また、上記各実施の形態において、固体撮像素子１Ｒに替えて紫外線を吸収する光吸収部材を設けた個体撮像素子を配置しても良い。ダイクロイック膜３５を透過してきた光には、図６に示すように、４００ｎｍ近辺にピークを有するノイズ光があるので、紫外線を吸収することによって、４００ｎｍ近辺のノイズ光を除去することができる。
【００４６】
なお、上記した各実施の形態１０、１０Ａ、１０Ｂにおいて、緑色光、青色光、赤色光の順番に分解するように構成したが、各色光の分解の順序は、これに限定されるものではない。
【００４７】
また、分解する色光の数も３色に限らず、２色或いは４色等３色以外の数の色光に分解してもかまわない。
【００４８】
図１３に本発明撮像装置の実施の形態を示す。
【００４９】
この実施の形態にかかる撮像装置１００は、図１３に示すように、大きく分けると、カメラ部１２０と、カメラＤＳＰ（Digital Signal Processor）１３０と、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）１４０と、媒体インターフェース（以下、媒体Ｉ／Ｆという。）１５０と、制御部１６０と、操作部１７０と、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１８０と、外部インターフェース（以下、外部Ｉ／Ｆという。）１９０を備えるとともに、記録媒体１１０が着脱可能とされている。
【００５０】
記録媒体１１０は、半導体メモリーを用いたいわゆるメモリーカード、記録可能なＤＶＤ（Digital Versatile Disk）や記録可能なＣＤ（Compact Disc）等の光記録媒体、磁気ディスクなどの種々のものを用いることができるが、この実施の形態においては、記録媒体１１０として、例えば、メモリーカードを用いるものとして説明する。
【００５１】
そして、カメラ部１２０は、光学ブロック１２１、前処理回路１２３、光学ブロック用ドライバ１２４、ＣＣＤ用ドライバ１２５、タイミング生成回路１２６等を備えたものである。ここで、光学ブロック１２１は、レンズ、フォーカス機構、シャッター機構、絞り（アイリス）機構などを備えたものである。そして、光学ブロック１２１の中には上記した撮像レンズ２０、色分解撮像光学系１０（又は１０Ａ、１０Ｂ）が含まれ、色分解撮像光学系１０の固体撮像素子１はＣＣＤ１２２を備える。そして、３個の固体撮像素子によってＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの色毎に分解された画像を取り入れた後、各色の画像を重ね合わせて一のカラー画像情報が生成される。
【００５２】
また、制御部１６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１６１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１６２、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）１６３、時計回路１６４等が、システムバス１６５を通じて接続されて構成されたマイクロコンピュータであり、この実施の形態の撮像装置１００の各部を制御することができるものである。
【００５３】
ここで、ＲＡＭ１６２は、処理の途中結果を一時記憶するなど主に作業領域として用いられるものである。また、フラッシュＲＯＭ１６３は、ＣＰＵ１６１において実行する種々のプログラムや、処理に必要になるデータなどが記憶されたものである。また、時計回路１６４は、現在年月日、現在曜日、現在時刻を提供することができるとともに、撮影日時などを提供するなどのことができるものである。
【００５４】
そして、画像の撮影時においては、光学ブロック用ドライバ１２４は、制御部１６０からの制御に応じて、光学ブロック１２１を動作させるようにする駆動信号を形成し、これを光学ブロック１２１に供給して、光学ブロック１２１を動作させるようにする。光学ブロック１２１は、光学ブロック用ドライバ１２４からの駆動信号に応じて、フォーカス機構、シャッター機構、絞り機構が制御され、被写体の画像を取り込んで、これをＣＣＤ１２２、１２２、１２２に対して提供する。
【００５５】
ＣＣＤ１２２、１２２、１２２は、光学ブロック１２１からの画像を光電変換して出力するものであり、ＣＣＤ用ドライバ１２５からの駆動信号に応じて動作し、光学ブロック１２１からの被写体の画像を取り込むとともに、制御部１６０によって制御されるタイミング生成回路１２６からのタイミング信号に基づいて、取り込んだ被写体の画像（画像情報）を電気信号として前処理回路１２３に供給する。
【００５６】
なお、上述したように、タイミング生成回路１２６は、制御部１６０からの制御に応じて、所定のタイミングを提供するタイミング信号を形成するものである。また、ＣＣＤ用ドライバ１２５は、タイミング生成回路１２６からのタイミング信号に基づいて、ＣＣＤ１２２、１２２、１２２に供給する駆動信号を形成するものである。
【００５７】
前処理回路１２３は、これに供給された電気信号の画像情報に対して、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）処理を行って、Ｓ／Ｎ比を良好に保つようにするとともに、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）処理を行って、利得を制御し、そして、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換を行って、デジタル信号とされた画像データを形成する。
【００５８】
前処理回路１２３からのデジタル信号とされた画像データは、カメラＤＳＰ１３０に供給される。カメラＤＳＰ１３０は、これに供給された画像データに対して、ＡＦ（Auto Focus）、ＡＥ（Auto Exposure）、ＡＷＢ（Auto White Balance）などのカメラ信号処理を施す。このようにして種々の調整がされた画像データは、所定の圧縮方式でデータ圧縮され、システムバス１６５、媒体Ｉ／Ｆ１５０を通じて、この実施の形態の撮像装置１００に装填された記録媒体１１０に供給され、後述もするように記録媒体１１０にファイルとして記録される。
【００５９】
また、記録媒体１１０に記録された画像データは、タッチパネルやコントロールキーなどからなる操作部１７０を通じて受け付けたユーザーからの操作入力に応じて、目的とする画像データが媒体Ｉ／Ｆ１５０を通じて記録媒体１１０から読み出され、これがカメラＤＳＰ１３０に供給される。
【００６０】
カメラＤＳＰ１３０は、記録媒体１１０から読み出され、媒体Ｉ／Ｆ１５０を通じて供給されたデータ圧縮されている画像データについて、そのデータ圧縮の解凍処理（伸張処理）を行い、解凍後の画像データをシステムバス１６５を通じて、ＬＣＤコントローラ１８１に供給する。ＬＣＤコントローラ１８１は、これに供給された画像データからＬＣＤ１８０に供給する画像信号を形成し、これをＬＣＤ１８０に供給する。これにより、記録媒体１１０に記録されている画像データに応じた画像が、ＬＣＤ１８０の表示画面に表示される。
【００６１】
なお、画像の表示の形態は、ＲＯＭに記録された表示処理プログラムに従う。つまり、この表示処理プログラムは後述するファイルシステムがどのような仕組みで記録されているのか、どのように画像を再生するのかというプログラムである。
【００６２】
また、この実施の形態にかかる撮像装置１００には、外部Ｉ／Ｆ１９０が設けられている。この外部Ｉ／Ｆ１９０を通じて、例えば、外部のパーソナルコンピュータと接続して、パーソナルコンピュータから画像データの供給を受けて、これを自機に装填された記録媒体１１０に記録したり、また、自機に装填された記録媒体１１０に記録されている画像データを外部のパーソナルコンピュータ等に供給したりすることもできるものである。
【００６３】
また、外部Ｉ／Ｆ１９０に通信モジュールを接続することにより、例えば、インターネットなどのネットワークに接続して、ネットワークを通じて種々の画像データやその他の情報を取得し、自機に装填された記録媒体１１０に記録したり、あるいは、自機に装填された記録媒体１１０に記録されているデータを、ネットワークを通じて目的とする相手先に送信したりすることもできるものである。
【００６４】
また、外部のパーソナルコンピュータやネットワークを通じて取得し、記録媒体に記録した画像データなどの情報についても、上述したように、この実施の形態の撮像装置において読み出して再生し、ＬＣＤ１８０に表示してユーザーが利用することももちろんできるようにされている。
【００６５】
なお、外部Ｉ／Ｆ１９０は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）１３９４、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの有線用インターフェースとして設けることも可能であるし、光や電波による無線インターフェースとして設けることも可能である。すなわち、外部Ｉ／Ｆ１９０は、有線、無線のいずれのインターフェースであってもよい。
【００６６】
このように、この実施の形態にかかる撮像装置１００は、被写体の画像を撮影して、当該撮像装置１００に装填された記録媒体１１０に記録することができるとともに、記録媒体１１０に記録された画像データを読み出して、これを再生し、利用することができるものである。また、外部のパーソナルコンピュータやネットワークを通じて、画像データの提供を受けて、これを自機に装填された記録媒体１１０に記録したり、また、読み出して再生したりすることもできるものである。
【００６７】
なお、上記撮像装置１００において、撮像手段としてＣＣＤを示したが、本発明撮像装置における撮像手段がＣＣＤに限られることを意味するものではない。ＣＣＤの他に、ＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)やその他の撮像素子を使用することもできる。
【００６８】
なお、上記した各実施の形態における各部の具体的形状や構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図２と共に本発明固体撮像素子の実施の形態を示すものであり、本図は概念図である。
【図２】構造を簡略的に示す概略断面図である。
【図３】図４乃至図１０と共に本発明色分解撮像光学系の第１の実施の形態を示すものであり、本図は光学構成図である。
【図４】緑色光を反射するダイクロイック膜により反射された光の分光特性を示す図である。
【図５】緑色光が除外され、さらに青色光を反射するダイクロイック膜で反射した光の分光特性を示す図である。
【図６】緑色光が除外され、さらに青色光を反射するダイクロイック膜を透過した光の分光特性を示す図である。
【図７】青色光を除く色光を吸収する色光吸収部材の分光透過特性を示す図である。
【図８】赤色光を除く色光を吸収する色光吸収部材の分光透過特性を示す図である。
【図９】青色光を受光する固体撮像素子の光電変換素子に受光される光の分光特性を示す図である。
【図１０】青色光を受光する固体撮像素子の光電変換素子に受光される光の分光特性を示す図である。
【図１１】本発明色分解撮像光学系の第２の実施の形態の光学構成を示す図である。
【図１２】本発明色分解撮像光学系の第３の実施の形態の光学構成を示す図である。
【図１３】本発明撮像装置の実施の形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７０】
１…固体撮像素子、１Ｂ…固体撮像素子、１Ｒ…固体撮像素子、２…パッケージ、３…シールガラス（透明シール部材）、４…半導体基板、５…光電変換素子、６ａ…マイクロレンズ、７…色光吸収部材、１０…色分解撮像光学系、２０…撮像レンズ系、１０Ａ…色分解撮像光学系、１０Ｂ…色分解撮像光学系、１００…撮像装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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