JP2011235109A - 2板撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1プリズム4、第2プリズム5、第1中間面14に配置した緑色光を反射する色分解コーティング、第1封止ガラス板8を介して第1プリズム4の第1出射面15に接合された第1固体撮像素子2、第2封止ガラス板9を介して第2プリズム5の第2出射面17に接合された第2固体撮像素子3を備え、第1プリズム4と第2プリズム5は屈折率1.76以下、アッベ数52以上の同一硝材Gpからなり、第1封止ガラス板8、第2封止ガラス板9は硝材Gpよりも紫外線透過率の低い同一硝材Giからなり、硝材Gpとの屈折率差が0.15以下の紫外線硬化性を有する光学接着剤を用いて、第1プリズム4と第2プリズム5と第1固体撮像素子2と第2固体撮像素子3とを接合する。
【選択図】図4
Description
(2) −20nm≦λcB−λiB≦20nm
(3) λiR−λcR>λcB−λiB
ただし、各記号の定義は、
λcB:前記色分解コーティングの光軸入射に対する分光透過率特性において、青色境界側で平均透過率が50%となる波長、
λcR:前記色分解コーティングの光軸入射に対する分光透過率特性において、赤色境界側で平均透過率が50%となる波長、
λiB:前記第2固体撮像素子の青色透過オンチップフィルタを有する画素の分光感度特性において、緑色との境界波長付近での分光感度が450nm比で50%となる波長、
λiR:前記第2固体撮像素子の赤色透過オンチップフィルタを有する画素の分光感度特性において、緑色との境界波長付近での分光感度が600nm比で50%となる波長、
である。
する。また、第2固体撮像素子のオンチップフィルタでは、赤色透過をRフィルタ、青色透過をBフィルタと表記する。
、短波長シフトにより赤み(ER /EG )が増加し、青み(EB /EG )が減少する。このように傾けて配置した色分解コーティング面で分光された光には、色シェーディングを誘発する分光特性のムラが生じやすい。
(2)式は、BバンドとGバンド境界に関する条件式であるが、(1)式の場合とは多少事情が異なる。一般に、Bフィルタ画素の分光感度52はG側端でさほど急峻ではないため、波長シフトで重なりが生じた場合の変化は比較的小さい。このため、λcBとλiBを近い波長にしてやることで、色シェーディング抑制とEG 確保のバランスが取れる。また、この波長帯はヘモグロビンの吸光度が高く生体観察時の血管コントラスト強調に必要な波長域であり、(1)式のように低感度波長帯を積極的に設けるのは望ましくない。(2)式は以上の観点で範囲を定めたものであり、(2)式の下限の−20nmを下回ると、EB 変動が大きくなり、上限の20nmを上回ると、EG が不足して明るさが低下するため望ましくない。
本発明の前記課題2に対応した2板撮像装置は、光経路順に第1入射面、第1中間面、第1出射面を有し、前記第1中間面が前記第1入射面に対し40°から50°の範囲内で傾斜している第1プリズム、
第2入射面、第2出射面を有し、前記第2入射面を前記第1プリズムの前記第1中間面に接合する第2プリズム、
前記第1中間面に配置した緑色光を反射する色分解コーティング、
第1封止ガラス板を介して前記第1出射面に接合し前記色分解コーティング反射光を撮像する第1固体撮像素子、
第2封止ガラス板を介して前記第2出射面に接合し前記色分解コーティング透過光を撮像する赤色透過と青色透過のオンチップフィルタを有する第2固体撮像素子を備え、
前記第1プリズムと前記第2プリズムは屈折率1.76以下、アッベ数52以上の同一硝材Gp からなり、前記第1封止ガラス板、前記第2封止ガラス板は前記硝材Gp よりも
紫外線透過率の低い同一硝材Gi からなり、前記硝材Gp との屈折率差が0.15以下の紫外線硬化性を有する光学接着剤を用いて、前記第1プリズムと前記第2プリズム、前記第1プリズムと前記第1固体撮像素子、前記第2プリズムと前記第2固体撮像素子とを接合したことを特徴とする。
2板撮像装置(図1)の間にはフレア絞り18を配置する。
工程(1):第1プリズム4と第1固体撮像素子2をG画像心出し調整後、接合する。
工程(2):第1プリズム4に対し、第2プリズム5を2板間の光路差調整後、接合する。
工程(3):第2プリズム5と第2固体撮像素子をレジストレーション調整後、接合する。
λiB=500nm, λiR=577nm
λiR−λcR=15nm
λcB−λiB=0nm
図5に本発明の第1実施例の分光エネルギー分布を示す。Rバンドの分光感度特性55は、図3のRフィルタ画素分光感度51、色分解コーティングの光軸入射に対する分光透過率53、吸収型赤外カットフィルタ分光透過率54を掛け合わせたものである。Bバンドの分光感度特性57は、図3のBフィルタ画素分光感度52、色分解コーティングの光軸入射に対する分光透過率53、吸収型赤外カットフィルタ分光透過率54を掛け合わせたものである。Gバンドの分光感度特性56は、色分解コーティングの光軸入射に対する分光透過率53を分光反射率に変換し、吸収型赤外カットフィルタ分光透過率54を掛け合わせたものである。なお、本来であればGバンドの分光感度特性56には第1固体撮像素子2の分光感度特性を掛け合わせるべきだが、白黒固体撮像素子の分光感度はGバンド波長域で比較的フラットであるため、ここでは考慮に含めない。
−15nm 1.07(−12%) 0.62(±0%)
設計 1.21 0.62
+15nm 1.34(+11%) 0.60(−3%)
なお、上記の()内は、設計値に対する変動率を示す。第1実施例では、λiR−λcRを正の値に大きくとっているため、ER /EG 設計値変動率が非常に小さく、色シェーディングはEB /EG の変動として現れることになる。ただし、色シェーディングの許容値はEB /EG 設計値変動率とER /EG 設計値変動率の絶対値単純和で15%程度である。第1実施例の場合、波長シフト−15nmでの絶対値単純和が12%、波長シフト+15nmでの絶対値単純和が14%であり、15%以内に入るため、第1実施例では±15nm程度の波長シフトを許容できる。
λiR−λcR=−5nm
λcB−λiB=20nm
波長シフト EB /EG ER /EG
−15nm 1.26(−9%) 0.62(+5%)
設計 1.38 0.59
+15nm 1.51(+9%) 0.53(−10%)
この場合は、第1実施例に比較して、ER /EG 設計値変動率が大きく、EB /EG 設計値変動率が小さい。ただし、波長シフト−15nmでの絶対値単純和が14%、波長シフト+15nmでの絶対値単純和が19%であり、第1実施例よりも色シェーディングの発生量が大きい。このため、第1実施例で許容できる波長シフト+15nmが許容できなくなり、望ましくない。
の変更が許される。ただし、40°未満若しくは50°以上になると、第1固体撮像素子2の傾きが大きくなり、それに伴って径方向の寸法が増大するため好ましくない。
2…第1固体撮像素子
3…第2固体撮像素子
4…第1プリズム
5…第2プリズム
6…対物レンズ
7…赤外カットフィルタ
8…第1封止ガラス板
9…第2封止ガラス板
10、11、12…接着剤
13…第1入射面
14…第1中間面
15…第1出射面
16…第2入射面
17…第2出射面
18…フレア絞り
19…プリズム保持ガラス
20…接着剤
51…Rフィルタ画素分光感度
52…Bフィルタ画素分光感度
53…色分解コーティングの光軸入射に対する分光透過率
54…吸収型赤外カットフィルタ分光透過率
55…Rバンドの分光感度特性
56…Gバンドの分光感度特性
57…Bバンドの分光感度特性
Claims (3)
- 光経路順に第1入射面、第1中間面、第1出射面を有し、前記第1中間面が前記第1入射面に対し40°から50°の範囲内で傾斜している第1プリズム、
第2入射面、第2出射面を有し、前記第2入射面を前記第1プリズムの前記第1中間面に接合する第2プリズム、
前記第1中間面に配置した緑色光を反射する色分解コーティング、
第1封止ガラス板を介して前記第1出射面に接合し前記色分解コーティング反射光を撮像する第1固体撮像素子、
第2封止ガラス板を介して前記第2出射面に接合し前記色分解コーティング透過光を撮像する赤色透過と青色透過のオンチップフィルタを有する第2固体撮像素子を備え、
前記第1プリズムと前記第2プリズムは屈折率1.76以下、アッベ数52以上の同一硝材Gp からなり、前記第1封止ガラス板、前記第2封止ガラス板は前記硝材Gp よりも紫外線透過率の低い同一硝材Gi からなり、前記硝材Gp との屈折率差が0.15以下の紫外線硬化性を有する光学接着剤を用いて、前記第1プリズムと前記第2プリズム、前記第1プリズムと前記第1固体撮像素子、前記第2プリズムと前記第2固体撮像素子とを接合したことを特徴とする2板撮像装置。 - 緑色光を反射する色分解コーティングを有するプリズム群、前記色分解コーティング反射光を撮像する第1固体撮像素子、赤色透過と青色透過のオンチップフィルタを有し前記色分解コーティング透過光を撮像する第2固体撮像素子を備え、前記第2固体撮像素子のオンチップフィルタ配列を垂直ストライプ型とし、かつ、前記第1固体撮像素子、前記第2固体撮像素子を同画素数、同画素寸法、かつ、垂直2画素混合でフィールド読み出し可能としたことを特徴とする2板撮像装置。
- 請求項1記載の2板撮像装置の製造方法であって、第1の接合工程として前記第1プリズムと前記第1固体撮像素子を心出し調整して接合し、第2の接合工程として前記第1プリズムに対し前記第2プリズムを2板間の光路差調整して接合し、第3の接合工程として前記第2プリズムと前記第2固体撮像素子をレジストレーション調整して接合することを特徴とする2板撮像装置の製造方法。
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