JP6084744B2 - Image pickup apparatus and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
この技術は、撮像装置とその製造方法に関する。 This technique relates to an imaging device and a method for manufacturing the same.
従来、赤色用,緑色用,青色用の3枚の撮像素子を設けた固体撮像装置が知られている。このような撮像装置では、特許文献1のように、撮像光を撮像光学系の色分解プリズムで三原色の撮像光に分離することが行われている。また、各色の撮像光を対応する色用の撮像素子に入射して光電変換することで、色毎に撮像信号を生成して出力することが行われている。
Conventionally, a solid-state imaging device provided with three imaging elements for red, green, and blue is known. In such an imaging apparatus, as in
ところで、撮像装置では、高精細で高画質の撮像画を提供できるように撮像素子の高解像度化が進められている。また、既に数多く提供されているレンズを流用可能とするため撮像素子サイズは、従来のサイズと等しく構成される。このため、撮像素子の個々の画素サイズは従来に比べて小さくなり、レジストレーションずれによるコントラストの低下等が顕著となって、高画質の撮像画を取得することが困難となる。また、レジストレーションずれがないように撮像装置を製造する場合、生産性の低下や製造コストの上昇を招いてしまう。 By the way, in the imaging apparatus, the resolution of the imaging element is being increased so as to provide a high-definition and high-quality captured image. In addition, the imaging device size is configured to be equal to the conventional size in order to be able to use a number of lenses already provided. For this reason, the individual pixel size of the image sensor becomes smaller than that of the conventional one, and a decrease in contrast due to registration deviation becomes remarkable, making it difficult to acquire a high-quality captured image. In addition, when an imaging apparatus is manufactured so that there is no registration deviation, productivity is lowered and manufacturing cost is increased.
そこで、この技術では、高精細で高画質の撮像画を取得できる撮像装置を容易かつ安価に提供することを目的とする。 Therefore, an object of this technology is to provide an imaging apparatus that can acquire a high-definition and high-quality captured image easily and inexpensively.
この技術の第1の側面は、
入射光を複数の波長領域に分離する光分離部に対して水平画素数が3840画素以上の撮像素子を固着する際のレジストレーション誤差が無いとして、前記波長領域毎に設けた撮像素子で前記波長領域の光を用いて光電変換を行うことにより生成される画像信号が示すテスト画像のコントラストを100%とした場合に、収差のないレンズおよび所定の絞り値を用いることによって前記テスト画像のコントラストが40%となるレジストレーション誤差量を所定の閾値と決定することと、
前記波長領域毎に設けた前記撮像素子を前記光分離部に固着する際に、前記撮像素子に対して他の撮像素子における水平方向と垂直方向のずれ量および回転方向の誤差によって生じる撮像素子中心から最も離れている画素の水平方向と垂直方向のずれ量を前記所定の閾値以下に制限して固着することを含む
撮像装置の製造方法にある。
The first aspect of this technology is
It is assumed that there is no registration error when fixing an image sensor having 3840 or more horizontal pixels to the light separation unit that separates incident light into a plurality of wavelength regions, and the wavelength is set by the image sensor provided for each wavelength region. When the contrast of the test image indicated by the image signal generated by performing the photoelectric conversion using the light of the region is 100%, the contrast of the test image is reduced by using a lens having no aberration and a predetermined aperture value. determining a registration error amount to be 40% and the predetermined threshold value,
When fixing the image sensor provided for each wavelength region to the light separating unit, the center of the image sensor is generated due to a deviation amount in the horizontal direction and the vertical direction in the other image sensor and an error in the rotation direction with respect to the image sensor. The image pickup apparatus manufacturing method includes fixing the amount of deviation between the horizontal direction and the vertical direction of the pixel farthest from the pixel to a predetermined threshold value or less .
この技術によれば、光分離部で入射光が複数の波長領域に分離される。また、光分離部で分離された波長領域毎に、分離された波長領域の光を用いて光電変換を行い撮像信号を生成する撮像素子が設けられる。撮像素子のサイズは2.5μm×2.5μm以下であり、波長領域毎に設けられた撮像素子のレジストレーション誤差が画素サイズに基づく閾値以下に制限される。このようにレジストレーション誤差を制限することで、高精細で高画質の撮像画を取得できる撮像装置を容易かつ安価に提供できるようになる。なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。 According to this technique, incident light is separated into a plurality of wavelength regions by the light separation unit. In addition, for each wavelength region separated by the light separation unit, an image sensor that performs photoelectric conversion using light of the separated wavelength region to generate an image signal is provided. The size of the image sensor is 2.5 μm × 2.5 μm or less, and the registration error of the image sensor provided for each wavelength region is limited to a threshold value or less based on the pixel size. By limiting the registration error in this way, an imaging apparatus capable of acquiring a high-definition and high-quality captured image can be provided easily and inexpensively. Note that the effects described in the present specification are merely examples and are not limited, and may have additional effects.
以下、本技術を実施するための形態について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.撮像装置の構成
2.撮像素子の固着装置の構成と動作
Hereinafter, embodiments for carrying out the present technology will be described. The description will be given in the following order.
1. Configuration of imaging apparatus Configuration and operation of image sensor fixing device
<1.撮像装置の構成>
以下、この技術の実施の形態について説明する。なお、実施の形態では、入射光を例えば赤色、緑色、青色の成分に分離して、色毎に設けた撮像素子によって各色成分に応じた撮像信号を生成する場合を例示している。
<1. Configuration of Imaging Device>
Hereinafter, embodiments of this technique will be described. In the embodiment, a case where incident light is separated into, for example, red, green, and blue components, and an imaging signal corresponding to each color component is generated by an imaging device provided for each color is illustrated.
図1は、撮像装置の構成を例示している。撮像装置10は、入射光を複数の波長領域に分離する光分離部、例えばレンズを介して入射される被写体光を赤色、緑色、青色の成分に分離する色分解プリズム20を有している。また、撮像装置10では、光分離部で分離された波長領域毎に撮像素子が設けられている。撮像素子は、分離された波長領域の光を用いて光電変換を行い撮像信号を生成する。例えば撮像装置10では、撮像素子31R,31G,31Bが設けられている。
FIG. 1 illustrates the configuration of the imaging apparatus. The
撮像素子31R,31G,31Bは、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)撮像素子やCCD(Charge Coupled Device)撮像素子等である。撮像素子31Rは、固着ガラス(固着部材)41Rによって挟持された状態で、固着ガラス板(固着板)42Rを介して色分解プリズム20における赤色光の出射面に固定される。同様に、撮像素子31G(31B)は、固着ガラス(固着部材)41G(41B)によって挟持された状態で、固着ガラス板(固着板)42G(42B)を介して色分解プリズム20における緑色光(青色光)の出射面に固定される。また、撮像素子31Rは基板32Rに実装されており、撮像素子31G(31B)は基板32G(32B)に実装されている。
The
撮像素子31Rは、色分解プリズム20で分離された赤色波長領域の光を用いて光電変換を行い撮像信号を生成する。同様に、撮像素子31Gは、色分解プリズム20で分離された緑色波長領域の光を用いて光電変換を行い撮像信号を生成する。また、撮像素子31Bは、色分解プリズム20で分離された青色波長領域の光を用いて光電変換を行い撮像信号を生成する。
The
図2は、色分解プリズムと撮像素子の位置関係を示している。なお、図2では、説明を分かりやすくするため、固着ガラスと固着ガラス板および基板を省略している。 FIG. 2 shows the positional relationship between the color separation prism and the image sensor. In FIG. 2, the fixing glass, the fixing glass plate, and the substrate are omitted for easy understanding.
色分解プリズム20の入射光面21に入射した被写体光は、色分解プリズム20のブロック22Gによって緑成分が分離されて、緑成分の光は撮像素子31Gの受光面に結像される。次に、色分解プリズム20のブロック22Gを通過した光は、色分解プリズム20のブロック22Bによって青成分が分解されて、青成分の光は撮像素子31Bの受光面に結像される。そして、色分解プリズム20のブロック22Gとブロック22Bとを通過した光、すなわち赤成分の光は、ブロック22Rを通して撮像素子31Rの受光面に結像される。
The subject light incident on the
このように構成された撮像装置10では、色分解プリズム20に対して各撮像素子31R,31G,31Bを位置決めしたのち、接着剤を用いて各撮像素子31R,31G,31Bを色分解プリズム20に固着する。接着剤は、各部材間の固着精度を上げるため、硬化収縮率が小さく短時間で硬化する例えば紫外線硬化接着剤等を用いる。
In the
<2.固着装置の構成と動作>
図3は、撮像素子を色分解プリズムに固着する固着装置の構成を例示している。固着装置50は、光源部51、色毎の位置調整治具52R,52G,52Bと素子駆動部53R,53G,53B、および増幅器54R,54G,54Bを有している。また、固着装置50は、メモリ部55、タイミングジェネレータ56、信号処理部57、表示部58、計測部59を有している。
<2. Structure and operation of fixing device>
Figure 3 illustrates the configuration of a fixing device for fixing the imaging element in the color separation prism. The
光源部51は、撮像素子31R,31G,31Bを固着する際に用いるテスト画等の被写体光を色分解プリズム20に入射する。
The light source unit 51 makes subject light such as a test image used when fixing the
赤色用の位置調整治具52Rは、色分解プリズム20に対して赤色用の撮像素子31Rの位置を調整するための機構である。また、緑色用の位置調整治具52Gは、色分解プリズム20にして緑色用の撮像素子31Gの位置を調整するための機構であり、青色用の位置調整治具52Bは、色分解プリズム20に対して青色用の撮像素子31Bの位置を調整するための機構である。
The red position adjustment jig 52 </ b> R is a mechanism for adjusting the position of the red image sensor 31 </ b> R with respect to the
赤色用の素子駆動部53Rは、赤色用の撮像素子31Rを駆動して、色分解プリズム20に入射した被写体光から分離された赤成分の光に基づく赤成分撮像信号を生成させる。緑色用の素子駆動部53Gは、緑色用の撮像素子31Gを駆動して、色分解プリズム20に入射した被写体光から分離された緑成分の光に基づく緑成分撮像信号を生成させる。青色用の素子駆動部53Bは、青色用の撮像素子31Bを駆動して、色分解プリズム20に入射した被写体光から分離された青成分の光に基づく青成分撮像信号を生成させる。
The red
赤色用の増幅器54Rは、撮像素子31Rで生成された赤成分撮像信号を所定の利得で増幅してメモリ部55へ出力する。緑色用の増幅器54Gは、撮像素子31Gで生成された緑成分撮像信号を所定の利得で増幅してメモリ部55へ出力する。さらに、青色用の増幅器54Bは、撮像素子31Bで生成された青成分撮像信号を所定の利得で増幅してメモリ部55へ出力する。
The
メモリ部55は、撮像素子31R,31G,31Bから供給された撮像信号を記憶して、記憶した撮像信号を所定の速度で読み出して信号処理部57へ出力する。
The
タイミングジェネレータ56は、タイミング信号を生成して素子駆動部53R,53G,53Bおよびメモリ部55に供給することで、撮像素子31R,31G,31Bにおける撮像信号の生成やメモリ部55における撮像信号の記憶を同期して行えるようにする。タイミングジェネレータ56は、タイミング信号をメモリ部55に供給することで、記憶した撮像信号を所定の速度で読み出して信号処理部57へ出力できるようにする。
The
信号処理部57は、メモリ部55から読み出した撮像信号を、表示部58と計測部59に対応した画像信号に変換して、変換後の画像信号を表示部58と計測部59へ出力する。また、信号処理部57は、計測部59でレジストレーション誤差を精度よく検出できるように、例えば各撮像素子のRAW信号を計測部59に供給してもよい。
The
表示部58は、信号処理部57から供給された画像信号に基づきテスト画等を表示する。計測部59は、信号処理部57から供給された画像信号に基づき、撮像素子31R,31G,31Bのレジストレーション誤差を計測する。
The
次に、輝度信号のコントラストとレジストレーション誤差の関係について説明する。輝度信号は、例えば4K解像度等の超高精細の映像フォーマットを規定したITU−R勧告BT2020−1に基づき、輝度信号Yは、式(1)のように赤成分撮像信号Rと緑成分撮像信号Gと青成分撮像信号Bから算出する。また、コントラストDctは、式(2)に基づいて算出する。
Y=0.2627R+0.6780G+0.0593B ・・・(1)
Dct=(Ymax−Ymin)/(Ymax+Ymin) ・・・(2)
Next, the relationship between the contrast of the luminance signal and the registration error will be described. The luminance signal is based on ITU-R recommendation BT2020-1 that defines an ultra-high-definition video format such as 4K resolution, for example, and the luminance signal Y includes a red component imaging signal R and a green component imaging signal as shown in Equation (1). It is calculated from G and the blue component imaging signal B. The contrast Dct is calculated based on the equation (2).
Y = 0.2627R + 0.6780G + 0.0593B (1)
Dct = (Ymax−Ymin) / (Ymax + Ymin) (2)
図4は、コントラストとレジストレーション誤差の関係を説明するための図である。なお、図4では、水平方向にレジストレーション誤差が生じた場合を例示している。 FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between contrast and registration error. FIG. 4 illustrates a case where a registration error occurs in the horizontal direction.
図4の(A)は、色分解プリズム20に入射するテスト画像を例示している。テスト画像は、白領域(1画素分または複数画素分)と黒領域(1画素分または複数画素分)を交互に水平方向に設けた白黒の2値画像である。
FIG. 4A illustrates a test image incident on the
図4の(B)は、各色の画素の水平方向の位置も一致している状態を例示している。なお、図4の(B)(E)では、垂直方向の位置が一致している各色の画素を垂直方向に並べて図示して、各色の画素の水平方向の位置関係を容易に把握できるように図示している。 FIG. 4B illustrates a state in which the horizontal positions of the pixels of each color also match. 4B and 4E, the pixels of the respective colors whose vertical positions are aligned are arranged in the vertical direction so that the positional relationship in the horizontal direction of the pixels of each color can be easily grasped. It is shown.
図4の(C)は各色の画素の位置が一致している状態における輝度信号に基づく画像を示しており、各色の画素の位置が一致している状態では、テスト画像が白黒の2値画像であることから、輝度信号に基づく画像はテスト画像と等しくなる。図4の(D)は、このときの画素位置と輝度信号の関係を示しており、画像のコントラストDctは高い状態である。 FIG. 4C shows an image based on the luminance signal in a state where the positions of the pixels of each color match. In a state where the positions of the pixels of each color match, the test image is a binary image that is black and white. Therefore, the image based on the luminance signal is equal to the test image. FIG. 4D shows the relationship between the pixel position and the luminance signal at this time, and the image contrast Dct is high.
図4の(E)は、緑色の画素に対して赤色と青色の画素が水平方向にレジストレーション誤差が生じている場合を例示している。この場合、緑色の画素に対して赤色と青色の画素が位置ずれを生じていることから、図4の(F)に示すように、テスト画像の白色画素は白色とならず有彩色となり黒色画素は黒色とならず有彩色となる。したがって、輝度信号に基づく画像はテスト画像と異なり、画素位置と輝度信号の関係は図4の(G)となる。すなわち、コントラストDctは、各色の画素の位置が一致している場合に比べて低下する。 FIG. 4E illustrates a case where a registration error occurs in the horizontal direction between the red and blue pixels with respect to the green pixel. In this case, since the red and blue pixels are misaligned with respect to the green pixels, as shown in FIG. 4F, the white pixels of the test image are not white but become chromatic and black pixels. Is not black and is chromatic. Therefore, the image based on the luminance signal is different from the test image, and the relationship between the pixel position and the luminance signal is (G) in FIG. That is, the contrast Dct is lower than that in the case where the positions of the pixels of the respective colors match.
撮像装置10では、高精細な撮像画を提供できるように撮像素子31R,31G,31Bの解像度を4Kとする。また、既に数多く提供されているレンズを流用可能とするため撮像素子31R,31G,31Bのサイズは、従来の撮像素子のサイズと等しく2/3インチサイズとする。このような撮像素子では、4K解像度(3840画素×2160画素)であるとき、画素サイズは「2.5μm×2.5μm」となる。なお、4K解像度は「4096画素×2160画素」の場合も含み、このときの画素サイズは「2.5μm×2.5μm」よりも小さくなる。
In the
図5は、4K解像度におけるレジストレーション誤差とコントラストの関係を示している。なお、図5は、緑色の画素に対する赤色と青色の画素の位置ずれが同一方向で同一量であり、画素サイズが「2.5μm×2.5μm」の場合である。また、レジストレーション誤差が「0」の場合のコントラストを100パーセントとしている。ここで、コントラスト低下の下限をおおよそ90パーセントとすると、レジストレーション誤差は「±0.5μm」の範囲となる。 FIG. 5 shows the relationship between registration error and contrast at 4K resolution. FIG. 5 shows a case where the positional deviation of the red and blue pixels with respect to the green pixel is the same amount in the same direction and the pixel size is “2.5 μm × 2.5 μm”. The contrast when the registration error is “0” is 100%. Here, if the lower limit of the contrast reduction is approximately 90%, the registration error is in the range of “± 0.5 μm”.
また、収差のない理想レンズを用いた場合、コントラストは画素サイズおよび絞り値に応じて図6に示すように変化する。なお、図6は、理想レンズとe線(546nm)を用いたときの画素サイズとコントラストの関係を、絞り値毎に示している。なお、図6では、理想レンズのない状態でレジストレーション誤差が「0」の場合のコントラストを100パーセントとしている。ここで、動画の撮像時に多く使用されている絞り値「f/4.0」の場合、画素サイズが「5μm×5μm」であるときは、コントラストが70パーセント以上となり、画素サイズが「2.5μm×2.5μm」であるときは、50パーセント以下となる。 Further, when an ideal lens having no aberration is used, the contrast changes as shown in FIG. 6 according to the pixel size and the aperture value. FIG. 6 shows the relationship between the pixel size and contrast for each aperture value when using an ideal lens and e-line (546 nm). In FIG. 6, the contrast when the registration error is “0” with no ideal lens is 100%. Here, in the case of an aperture value “f / 4.0” that is often used when capturing moving images, when the pixel size is “5 μm × 5 μm”, the contrast is 70% or more, and the pixel size is “2. When it is “5 μm × 2.5 μm”, it is 50% or less.
図7は、理想レンズを用いた場合における4K解像度のレジストレーション誤差とコントラストの関係を絞り値毎に示している。撮像装置では、動画の撮像時において使用頻度の高い絞り値において、コントラストが所望のレベル以上となるようにレジストレーション誤差を制限する。ここで、絞り値は「f/4.0」に設定されることが多いことから、例えば絞り値が「f/4.0」であるときコントラストが所望のレベルである40パーセント以上となるようにレジストレーション誤差の誤差範囲を設定する。すなわち、撮像装置は、レジストレーション誤差を±0.5μmの誤差範囲内に制限する。ここで、4K解像度が「3840画素×2160画素」であるとき、±0.5μmの誤差範囲は、撮像素子における画素サイズの20パーセント以下の範囲に相当する。したがって、撮像装置は、レジストレーション誤差を±0.5μmの誤差範囲内である例えば画素サイズの20パーセント以下の範囲内に制限する。なお、理想レンズを考慮した場合におけるコントラストの所望のレベルは、実際に撮像を行った場合において、レジストレーション誤差によってコントラストが低下しても許容できるレベルに相当する。 FIG. 7 shows the relationship between 4K resolution registration error and contrast for each aperture value when an ideal lens is used. In the imaging apparatus, the registration error is limited so that the contrast is equal to or higher than a desired level at an aperture value that is frequently used when capturing a moving image. Here, since the aperture value is often set to “f / 4.0”, for example, when the aperture value is “f / 4.0”, the contrast is 40% or more, which is a desired level. Set the error range of the registration error in. That is, the imaging apparatus limits the registration error within an error range of ± 0.5 μm. Here, when the 4K resolution is “3840 pixels × 2160 pixels”, the error range of ± 0.5 μm corresponds to a range of 20% or less of the pixel size in the image sensor. Therefore, the imaging apparatus limits the registration error within an error range of ± 0.5 μm, for example, within a range of 20% or less of the pixel size. Note that the desired level of contrast when the ideal lens is taken into consideration corresponds to an acceptable level even when the contrast is lowered due to a registration error in actual imaging.
また、レジストレーション誤差は、水平方向または垂直方向に限らず光軸方向を回転軸とした回転方向に生じる場合もある。したがって、回転方向のずれを生じても、レジストレーション誤差が±0.5μmの誤差範囲内である例えば画素サイズの20パーセント以下の範囲となるように回転を制限する。 Also, the registration error may occur not only in the horizontal direction or the vertical direction but also in the rotation direction with the optical axis direction as the rotation axis. Therefore, even if a shift in the rotation direction occurs, the rotation is limited so that the registration error is within an error range of ± 0.5 μm, for example, a range of 20% or less of the pixel size.
図8は、緑色用の撮像素子に対して赤色用の撮像素子が回転方向に位置ずれを生じた場合を模式的に示している。 FIG. 8 schematically shows a case where the red image pickup device is displaced in the rotation direction with respect to the green image pickup device.
図8の(A)に示すように、撮像素子が中心位置CPを軸として矢印FR方向に回転すると、中心から最も離れている最外殻画素Paの移動量が最も大きくなる。したがって、回転方向の位置ずれは、図8の(B)に示すように、最外殻画素Paの移動量dH,dVがともに±0.5μmの誤差範囲内である例えば画素サイズの20パーセント以下の範囲内に制限する。 As shown in FIG. 8A, when the image sensor rotates in the direction of the arrow FR about the center position CP, the movement amount of the outermost pixel Pa that is farthest from the center becomes the largest. Therefore, as shown in FIG. 8B, the positional deviation in the rotation direction is, for example, 20% or less of the pixel size where the movement amounts dH and dV of the outermost pixel Pa are both within an error range of ± 0.5 μm. Limit within the range.
ここで、撮像素子のサイズが2/3インチで対角線長が11mmである場合、最外殻画素Paは中心から5.5mm離れている。また、撮像素子のサイズが2/3インチで4K解像度(3840画素×2160画素)の場合、レジストレーション誤差は±0.5μmの誤差範囲内に制限する。したがって、回転方向のずれは、移動量dH,dVがともに0.5μmとなる回転角θ以内に制限する。ここで、移動量dHが0.5μmとなる回転角θはθ=0.011度である。また、移動量dVが0.5μmとなる回転角θはθ=0.006度である。したがって、撮像素子の中心位置が誤差を生じていない場合、回転方向の位置ずれは「±0.006度」以内とする。 Here, when the size of the image sensor is 2/3 inch and the diagonal length is 11 mm, the outermost pixel Pa is 5.5 mm away from the center. Further, when the size of the image sensor is 2/3 inch and 4K resolution (3840 pixels × 2160 pixels), the registration error is limited within an error range of ± 0.5 μm. Therefore, the deviation in the rotation direction is limited to within the rotation angle θ at which the movement amounts dH and dV are both 0.5 μm. Here, the rotation angle θ at which the movement amount dH is 0.5 μm is θ = 0.011 degrees. The rotation angle θ at which the moving amount dV is 0.5 μm is θ = 0.006 degrees. Therefore, when there is no error in the center position of the image sensor, the positional deviation in the rotation direction is within “± 0.006 degrees”.
固着装置50は、波長領域毎に設けられた撮像素子のレジストレーション誤差±0.5μmの誤差範囲内である例えば画素サイズの20パーセント以下の範囲に制限する。
The fixing
固着装置50は、例えば緑色用の撮像素子31Gを色分解プリズム20に固着する。その後、固着装置50は、緑色用の撮像素子31Gを基準として、赤色用の撮像素子31Rと青色用の撮像素子31Bの位置調整を行う。具体的には、緑色用の撮像素子31Gに対する赤色用の撮像素子31R(青色用の撮像素子31B)のレジストレーション誤差が±0.5μmの誤差範囲内である例えば画素サイズの20パーセント以下の範囲内となるように、赤色用の撮像素子31R(青色用の撮像素子31B)の位置調整を行う。固着装置50は、位置調整が行われた撮像素子31Rと撮像素子31Bを色分解プリズム20に固着する。
The fixing
したがって、この技術によれば、4K解像度であって既に提供されているレンズを流用できる2/3インチサイズの撮像素子を用いた場合、レジストレーション誤差が±0.5μmの誤差範囲内である例えば画素サイズの20パーセント以下の範囲に制限される。したがって、各撮像素子は、レジストレーション誤差による悪影響が許容範囲内となるように色分解プリズムに固着されるので、レジストレーション誤差が全くないように撮像装置を製造する場合に比べて、容易かつ安価に撮像装置を提供できる。 Therefore, according to this technique, when a 2 / 3-inch image pickup device that has 4K resolution and can use a lens that has already been provided is used, the registration error is within an error range of ± 0.5 μm. It is limited to a range of 20% or less of the pixel size. Therefore, each image sensor is fixed to the color separation prism so that the adverse effect due to the registration error is within an allowable range, and thus it is easier and less expensive than the case where the image pickup apparatus is manufactured so that there is no registration error. An imaging device can be provided.
また、レジストレーション誤差の補償方法として、撮像素子で生成された撮像信号に対して電気的な補償を行う方法が提案されている。しかし、この方法では補償を行うための信号処理回路が必要となり、ずれ方向によっては補償できない場合もある。しかし、この技術では、レジストレーション誤差が±0.5μmの誤差範囲内である例えば画素サイズの20パーセント以下の範囲内となるように、撮像素子が色分解プリズムに固着されるので、ずれ方向によらずレジストレーション誤差による悪影響を許容範囲に抑えることができる。したがって、撮像装置10は、高精細で高画質の撮像画を生成できる。なお、4K解像度が「4096画素×2160画素」である場合、画素サイズは「3840画素×2160画素」よりも小さくなる。したがって、レジストレーション誤差を±0.5μmの誤差範囲内である例えば画素サイズの20パーセント以下の範囲に制限すれば、「4096画素×2160画素」の解像度でも、レジストレーション誤差による悪影響を許容範囲に抑えることができる。
In addition, as a method for compensating for registration errors, a method for electrically compensating an image pickup signal generated by an image pickup device has been proposed. However, this method requires a signal processing circuit for performing compensation, and may not be compensated depending on the direction of deviation. However, with this technique, the image sensor is fixed to the color separation prism so that the registration error is within an error range of ± 0.5 μm, for example, within 20% of the pixel size. Regardless, the adverse effects caused by registration errors can be suppressed to an allowable range. Therefore, the
なお、本明細書に記載した効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、記載されていない付加的な効果があってもよい。また、本技術は、上述した技術の実施の形態に限定して解釈されるべきではない。この技術の実施の形態は、例示という形態で本技術を開示しており、本技術の要旨を逸脱しない範囲で当業者が実施の形態の修正や代用をなし得ることは自明である。すなわち、本技術の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。 In addition, the effect described in this specification is an illustration to the last, and is not limited, There may be an additional effect which is not described. Further, the present technology should not be construed as being limited to the embodiments of the technology described above. The embodiments of this technology disclose the present technology in the form of examples, and it is obvious that those skilled in the art can make modifications and substitutions of the embodiments without departing from the gist of the present technology. In other words, in order to determine the gist of the present technology, the claims should be taken into consideration.
この技術の撮像装置とその製造方法では、光分離部で入射光が複数の波長領域に分離される。また、光分離部で分離された波長領域毎に、分離された波長領域の光を用いて光電変換を行い撮像信号を生成する撮像素子が設けられる。撮像素子のサイズは2.5μm×2.5μm以下であり、波長領域毎に設けられた撮像素子のレジストレーション誤差が画素サイズに基づく閾値以下に制限される。このようにレジストレーション誤差を制限することで、高精細で高画質の撮像画を取得できる撮像装置を容易かつ安価に提供できるようになる。このため、所望の被写体を高精細で高画質に撮像するビデオカメラ等に適している。 In the imaging device and the manufacturing method thereof according to this technique, incident light is separated into a plurality of wavelength regions by the light separation unit. In addition, for each wavelength region separated by the light separation unit, an image sensor that performs photoelectric conversion using light of the separated wavelength region to generate an image signal is provided. The size of the image sensor is 2.5 μm × 2.5 μm or less, and the registration error of the image sensor provided for each wavelength region is limited to a threshold value or less based on the pixel size. By limiting the registration error in this way, an imaging apparatus capable of acquiring a high-definition and high-quality captured image can be provided easily and inexpensively. Therefore, it is suitable for a video camera or the like that captures a desired subject with high definition and high image quality.
10・・・撮像装置
20・・・色分解プリズム
21・・・入射光面
22R,22G,22B・・・ブロック
31R,31G,31B・・・撮像素子
32R,32G,32B・・・基板
50・・・固着装置
51・・・光源部
52R,52G,52B・・・位置調整治具
53R,53G,53B・・・素子駆動部
54R,54G,54B・・・増幅器
55・・・メモリ部
56・・・タイミングジェネレータ
57・・・信号処理部
58・・・表示部
59・・・計測部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記波長領域毎に設けた前記撮像素子を前記光分離部に固着する際に、前記撮像素子に対して他の撮像素子における水平方向と垂直方向のずれ量および回転方向の誤差によって生じる撮像素子中心から最も離れている画素の水平方向と垂直方向のずれ量を前記所定の閾値以下に制限して固着することを含む
撮像装置の製造方法。 It is assumed that there is no registration error when fixing an image sensor having 3840 or more horizontal pixels to the light separation unit that separates incident light into a plurality of wavelength regions, and the wavelength is set by the image sensor provided for each wavelength region. When the contrast of the test image indicated by the image signal generated by performing the photoelectric conversion using the light of the region is 100%, the contrast of the test image is reduced by using a lens having no aberration and a predetermined aperture value. Determining a registration error amount of 40% as a predetermined threshold;
When fixing the image sensor provided for each wavelength region to the light separating unit, the center of the image sensor is generated due to a deviation amount in the horizontal direction and the vertical direction in the other image sensor and an error in the rotation direction with respect to the image sensor. A method for manufacturing an imaging apparatus, comprising: fixing a pixel that is farthest from the pixel in a horizontal direction and a vertical direction by limiting an amount of shift to a predetermined threshold value or less .
請求項1に記載の撮像装置の製造方法。 The first image sensor is fixed to the light separation unit, and then the other image sensor is set so that a registration error of the other image sensor with respect to the first image sensor is equal to or less than the threshold value. The method of manufacturing an imaging apparatus according to claim 1, further comprising fixing to the light separation unit.
請求項1または請求項2に記載の撮像装置の製造方法。 The method of manufacturing an imaging apparatus according to claim 1, wherein the contrast is calculated from a luminance signal generated using an imaging signal generated by an imaging element provided for each wavelength region.
請求項1乃至請求項3の何れかに記載の撮像装置の製造方法。 The method of manufacturing an imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging element has a pixel size of 2.5 μm × 2.5 μm, and the aperture value is f / 4.0.
請求項4に記載の撮像装置の製造方法。 The method of manufacturing an imaging apparatus according to claim 4, wherein the predetermined threshold is 0.5 μm.
請求項1乃至請求項5の何れかに記載の撮像装置の製造方法。 The imaging device manufacturing method according to claim 1, wherein the imaging element provided for each wavelength region has a size of 2/3 inch.
請求項1に記載の撮像装置の製造方法。 The method of manufacturing an image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image pickup device is fixed to the light separation unit using an ultraviolet curable adhesive.
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