JP2014036413A - 撮像素子取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】色分解プリズムに取付ける撮像素子は、光学レンズ、撮像素子間の距離で取付けできる大きさの上限が決定するが、より大型の撮像素子の取付けや、より小型の色分解プリズムの撮像素子の取付けが課題となっていた。
【解決手段】本発明の撮像素子取付構造は、複数の撮像素子を色分解プリズムに取付ける撮像素子取付構造において、撮像素子は撮像エリアに対して余剰画素を有し、撮像素子は色分解プリズムの光軸に対して余剰画素を含めた撮像エリアの所定の中心位置に合わせて取付けることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、撮像素子の取付構造に関し、特に色分解プリズムに撮像素子を取付けるための構造に関するものである。

従来の技術について、図３を用いて説明する。図３は従来の色分解プリズムに撮像素子を取付けるための構造を説明するための断面図である。
光学レンズ２０１を介して入射される光は、色分解プリズム２１０で第１色光、第２色光、第３色光に分解される。
第１色光は撮像素子２０３の撮像エリア２０４で受光される。第２色光は撮像素子２０５の撮像エリア２０６で受光される。第３色光は撮像素子２０７の撮像エリア２０８で受光される。
撮像素子２０３は撮像エリア２０４の中心が光軸２０９に合うように色分解プリズム２１０に取付けられる。撮像素子２０５は撮像エリア２０６の中心が光軸２０９に合うように色分解プリズム２１０に取付けられる。撮像素子２０７は撮像エリア２０８の中心が光軸２０９に合うように色分解プリズム２１０に取付けられる。
色分解プリズム２１０は、光を異なる波長に分離するため、異なる角度ｂ１、ｂ２を持っている。

従来、撮像素子の取付構造は、色分解プリズム２１０の角度がｂ１＞ｂ２の場合、光学レンズ２０１に対する撮像素子が干渉しない距離が、ｔ４＞ｔ３の関係にある。
このことから、撮像素子２０３が光学レンズ２０１と干渉しない距離ｔ３の余裕を大きくすれば、撮像素子の取付構造全体の余裕も大きくなることになる。
撮像素子の取付構造で、光学レンズ２０１に対する撮像素子２０３が干渉しない距離ｔ３の余裕を大きくするためには、撮像素子２０３を色分解プリズム２１０の取付面に沿って斜め下方向へ移動させる必要があるが、撮像素子２０３を移動させると撮像素子２０５が接触するため、さらに撮像素子２０５を色分解プリズム２１０の取付面に沿って下方へ移動させる必要がある。しかし、撮像素子２０５は下方へ移動させると、撮像素子２０７と接触する問題が発生する。

３ＣＣＤ小型カメラの放熱構造の一例が、特許文献１に開示されている（特許文献１参照。）。

特開２０１１−１４７０９５号公報

一般に撮像素子の感度は、撮像素子の受光面の面積が広いほど、多くの光信号を受光できるため有利である。一方、色分解プリズムは小型化すると、装置の小型化、ローコスト化に有利である。従来から小型の色分解プリズムに大型の複数の撮像素子を取付けると、色分解プリズムに取付ける撮像素子同士、及びプリズム全面に接続する光学レンズと撮像素子が接触し実装できない。すなわち、色分解プリズムに取付ける撮像素子は、光学レンズ、撮像素子間の距離で取付けできる大きさの上限が決定するが、より大型の撮像素子の取付けや、より小型の色分解プリズムの撮像素子の取付けが課題となっていた。

本発明の撮像素子取付構造は、複数の撮像素子を色分解プリズムに取付ける撮像素子取付構造において、撮像素子は撮像エリアに対して余剰画素を有し、撮像素子は色分解プリズムの光軸に対して余剰画素を含めた撮像エリアの所定の中心位置に合わせて取付けることを特徴とする。

本発明によれば、従来実装できなかった大きさの撮像素子を、色分解プリズムに取付可能となり、装置の小型化、低価格化が可能となる。

本発明の一実施例である色分解プリズムに撮像素子を取付けるための構造を説明するための断面図である。 本発明の一実施例である撮像素子の取付位置を説明するための図である。 従来の色分解プリズムに撮像素子を取付けるための構造を説明するための断面図である。

以下、本発明の一実施例を図１で説明する。図１は本発明の一実施例である色分解プリズムに撮像素子を取付けるための３板式撮像ブロックの構造を説明するための断面図である。
図１において、光学レンズ１０１を介して入射される光は、色分解プリズム１１０で第１色光、第２色光、第３色光に分解される。
第１色光は撮像素子１０３の撮像エリア１０４で受光される。第２色光は撮像素子１０５の撮像エリア１０６で受光される。第３色光は撮像素子１０７の撮像エリア１０８で受光される。

撮像素子１０３は、撮像エリア１０４の中心が光軸１０９に合うように色分解プリズム１１０に取付けられる。
撮像素子１０５は、撮像エリア１０６の中心が光軸１０９に合うように色分解プリズム１１０に取付けられる。
撮像素子１０７は、撮像エリア１０８の中心が光軸１０９に合うように色分解プリズム１１０に取付けられる。

色分解プリズム１１０は、光を異なる波長に分離するため、異なる角度ａ１、ａ２を持っている。
撮像素子の取付構造は、色分解プリズム１１０の角度がａ１＞ａ２の場合、光学レンズ１０１に対する撮像素子が干渉しない距離が、ｔ２＞ｔ１の関係にある。
このことから撮像素子１０３が光学レンズ１０１と干渉しない距離ｔ１の余裕を大きくすれば、撮像素子の取付構造全体の余裕も大きくなることになる。

本発明の一実施例は、従来、撮像素子の取付構造で光学レンズ１０１に対する撮像素子１０３が干渉しない距離ｔ１の余裕を大きくするために撮像素子１０３を色分解プリズム１１０の取付面に沿って斜め下方向へ移動させる代わりに、撮像エリアに対して余剰画素が多くある撮像素子を用いて、撮像エリア１０４を上方向に設定する。

次に図２を用いて撮像素子の取付位置について説明する。図２は本発明の一実施例である撮像素子の取付位置を説明するための図である。
図２は、撮像素子１０３の撮像エリアについて説明するための図である。
撮像可能エリア１０４１は、アスペクト比が４：３であり、横（ｘ０）が２０４８画素で、縦（ｙ０）が１５３６画素である。撮像エリア１０４は、アスペクト比が１６：９であり、横（ｘ１）が１９２０画素で、縦（ｙ１）が１０８０画素である。

撮像エリア１０４を撮像可能エリア１０４１の最上部に設定した場合は、撮像可能エリアの中心１０４３から２２８画素分（ｙ２）上が撮像エリアの中心１０４２となる。
撮像素子１０３は、撮像エリア１０４の中心が光軸１０９に合うように色分解プリズム１１０に取付ける。このことにより、光学レンズ１０１に対する撮像素子１０３が干渉しない距離ｔ１の余裕を大きくすることができる。
撮像素子１０３の撮像エリア１０４は、光学レンズ１０１や色分解プリズム１１０等の外形や寸法に応じて設定することにより、距離ｔ１の余裕を最適にすることができる。

他の一実施例について説明する。
撮像素子１０３の撮像可能エリア１０４１は、アスペクト比が３：２であり、横（ｘ０）が３８４０画素以上で、縦（ｙ０）が２８８０画素以上である。撮像エリア１０４は、アスペクト比が１６：９であり、横（ｘ１）が３８４０画素で、縦（ｙ１）が２１６０画素である。
撮像素子１０３の撮像エリア１０４は、光学レンズ１０１や色分解プリズム１１０等の外形や寸法に応じて適宜設定する。

さらに他の一実施例について説明する。
撮像素子１０３の撮像可能エリア１０４１は、アスペクト比が３：２であり、横（ｘ０）が７６８０画素以上で、縦（ｙ０）が５７６０画素以上である。撮像エリア１０４は、アスペクト比が１６：９であり、横（ｘ１）が７６８０画素で、縦（ｙ１）が４３２０画素である。
撮像素子１０３の撮像エリア１０４は、光学レンズ１０１や色分解プリズム１１０等の外形や寸法に応じて適宜設定する。

上述の一実施例は、撮像素子１０３の撮像エリア１０４を設定変更したが、同様に撮像素子１０５の撮像エリア１０６の設定変更や、撮像素子１０７の撮像エリア１０８の設定変更をしても良い。
また、撮像素子１０５や撮像素子１０７は、撮像素子１０３と同じ総画素数でも異なった総画素数でも良いが、光学的な撮像エリアは合わせる必要がある。

撮像エリア１０４と撮像エリア１０６および撮像エリア１０８のレジストレーションは、周知技術である各撮像素子の読み出し範囲の変更、またはメモリを用いて書き込み/読み出し範囲の変更等により、画像の位置合わせを行うことができる。

上述の撮像素子は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサである。

以上本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された３板式カメラに限定されるものではなく、上記以外の複数板式カメラや複数板式撮像モジュール等に広く適用することができることは言うまでもない。

１０１、２０１：光学レンズ、１０３，１０５，１０７，２０３，２０５，２０７：撮像素子、１０４，１０６，１０８，２０４，２０６，２０８：撮像エリア、１０９、２０９：光軸、１１０、２１０：色分解プリズム、ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２：角度、ｔ１〜ｔ４：距離。

Claims (1)

1. 複数の撮像素子を色分解プリズムに取付ける撮像素子取付構造において、
   前記撮像素子は、撮像エリアに対して余剰画素を有し、
   前記撮像素子は、前記色分解プリズムの光軸に対して余剰画素を含めた撮像エリアの所定の中心位置に合わせて取付けることを特徴とする撮像素子取付構造。

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