JPH08182006A - Single ccd solid-state color image pickup device - Google Patents
Single ccd solid-state color image pickup deviceInfo
- Publication number
- JPH08182006A JPH08182006A JP6321864A JP32186494A JPH08182006A JP H08182006 A JPH08182006 A JP H08182006A JP 6321864 A JP6321864 A JP 6321864A JP 32186494 A JP32186494 A JP 32186494A JP H08182006 A JPH08182006 A JP H08182006A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- prism
- image pickup
- solid
- pickup device
- color
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、カラー固体撮像装置
に関するもので、特にその集光感度を向上し得るもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color solid-state image pickup device, and more particularly, it can improve the light-collecting sensitivity.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5には従来のカラー固体撮像装置を示
している。図5(A)はダイクロイックプリズム10に
より入射光をRGBの3原色に分解し、それぞれの原色
に対応して固体撮像素子(R−CCD、G−CCD、B
−CCD)を設けている。このタイプのカラー固体撮像
装置は、3板式と言われる。このカラー固体撮像装置
は、撮像素子を3つ必要とし、しかも、プリズムに対し
て固体撮像素子を高精度で貼り付ける技術が必要である
ために、高価で大型となる。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a conventional color solid-state image pickup device. In FIG. 5A, incident light is separated into three primary colors of RGB by a dichroic prism 10 and solid-state image pickup devices (R-CCD, G-CCD, B) corresponding to the respective primary colors.
-CCD) is provided. This type of color solid-state imaging device is called a three-plate type. This color solid-state image pickup device requires three image pickup elements and requires a technique for attaching the solid-state image pickup element to the prism with high accuracy, so that it is expensive and large in size.
【0003】これに対して単板式があるがその撮像素子
を図5(B)に示す。この固体撮像素子は、空間画素内
に色画素としてRGBの色フィルタをストライプに配列
したものである。このカラー固体撮像装置は単板である
から安価となり、小形化が可能である。しかし、色フィ
ルタにより色分離を行うタイプであるために、画素単位
でみると所望の色以外の波長の入射光は色フィルタに吸
収され有効に利用されていない。特に原色フィルタによ
る分離は、RGBのうち一色しか光が通過せず感度が不
足するという問題点がある。これを解決するためには画
素面積を大きくすることになるが、画素面積を大きくす
るとそれだけ解像度の問題や、素子の大型化という問題
が生じる。On the other hand, there is a single plate type, but an image pickup device thereof is shown in FIG. This solid-state image sensor has RGB color filters arranged in stripes as color pixels in spatial pixels. Since this color solid-state imaging device is a single plate, it is inexpensive and can be miniaturized. However, since it is a type in which color separation is performed by a color filter, incident light of a wavelength other than a desired color is absorbed by the color filter in terms of a pixel unit and is not effectively used. In particular, the separation by the primary color filter has a problem that only one color of RGB passes through and the sensitivity is insufficient. In order to solve this, the pixel area must be increased. However, if the pixel area is increased, the problem of resolution and the size of the device increase accordingly.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
カラー固体撮像装置において、3板式のものは使用する
素子数が多くまた機械的な組立て精度が要求されるため
に、高価で大型化する、また単板式のものはフィルタに
よる入射光の吸収率が多いために、感度が低い、あるは
解像度が犠牲となる等の問題がある。そこでこの発明で
は、色分離方式がプリズム式であり光の利用効率が高
く、高感度が得られる単板式カラー固体撮像装置を提供
することを目的とする。As described above, in the conventional color solid-state image pickup device, the three-plate type has a large number of elements and requires mechanical assembling precision, so that it is expensive and large in size. Further, the single plate type has a problem that the sensitivity is low or the resolution is sacrificed because the absorption rate of the incident light by the filter is large. Therefore, it is an object of the present invention to provide a single-plate color solid-state image pickup device which uses a prism type color separation system and has high light utilization efficiency and high sensitivity.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明は、プリズム本
体には複数のプリズム部が形成されており、各プリズム
部により分光された複数画素に対応する各色光は、単板
式固体撮像素子の対応するそれぞれの画素に導かれるよ
うに構成されている。According to the present invention, a plurality of prism parts are formed in a prism body, and each color light corresponding to a plurality of pixels separated by each prism part corresponds to a single plate type solid-state image pickup device. It is configured to be led to each of the pixels.
【0006】[0006]
【作用】上記の手段によると、入射光のロスが無く光に
利用効率が良く撮像感度が向上し、また、単板式である
ために多板式に比べて小型で安価に実現できる。According to the above means, there is no loss of incident light, the light utilization efficiency is good, and the imaging sensitivity is improved. Further, since it is a single plate type, it is smaller and cheaper than the multi-plate type.
【0007】[0007]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図1はこの発明の一実施例である。図1(A)
において、100は複数のレンズを有したマイクロ集光
レンズであり、このマイクロ集光レンズ100の下部に
はプリズム部をストライプ状に有した外観平面型のプリ
ズム本体200が配置されている。マイクロ集光レンズ
100を介して入射した光はプリズム本体200のプリ
ズム部で分光され、分光された各色光は、固体撮像素子
300の結像面に照射される。図1(B)には、プリズ
ム本体200の一部を取り出して示している。プリズム
本体200は、一方の面が断面鋸歯状である。そしてそ
の傾斜は例えば45度の傾斜面である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. Figure 1 (A)
In the above, reference numeral 100 denotes a micro condensing lens having a plurality of lenses. Below the micro condensing lens 100, an external planar prism main body 200 having a prism portion in a stripe shape is arranged. The light that has entered through the micro condenser lens 100 is separated by the prism portion of the prism body 200, and the separated color lights are applied to the image forming surface of the solid-state image sensor 300. In FIG. 1B, a part of the prism main body 200 is taken out and shown. One surface of the prism body 200 has a sawtooth cross section. The inclination is, for example, an inclined surface of 45 degrees.
【0008】マイクロ集光レンズ100の各レンズ部に
おいて、表面側凸レンズの焦点距離をa、裏面側凸レン
ズの焦点距離をbとすると、入射光2はマイクロ集光レ
ンズ100によりb/aに集約され、かつ拡散しない光
束3となる。レンズ100とプリズム200の間は、屈
折率1の空気である。In each lens portion of the micro condensing lens 100, assuming that the focal length of the front-side convex lens is a and the focal length of the back-side convex lens is b, the incident light 2 is condensed by the micro condensing lens 100 into b / a. And the light flux 3 is not diffused. The space between the lens 100 and the prism 200 is air having a refractive index of 1.
【0009】上記の撮像装置において、プリズム本体2
00の素材の物性を波長587.6nmのd線で屈折率
nd を1.58、アッベ数νd を30、屈折率の波長依
存特性が図3に示すように表わされるものとして、光学
系の寸法を計算してみる。集光レンズ100により集光
された光が十分細く絞られているとすると、入射角45
度の光は入射点から1219μmの深さで、屈折されて
色分光される。今、1つのプリズム部を取り上げて示す
と、赤から青の分光位置は、図1(A)に示すように光
の直進位置から400.2μm離れた位置で、15μm
の範囲に渡っている。図1(C)は、撮像素子300の
結像面の一部を拡大して示している。上記した色分光位
置は、15μmの範囲に渡るが、この範囲には、700
nm〜400nmの波長の光が照射され、これが繰り返
してストライプ状に配置されることになる。700nm
〜400nmの波長は、RGBを含むので、各分光位置
にRGBの画素を形成して置くことにより、カラー固体
撮像素子として構成されることになる。In the above image pickup apparatus, the prism body 2
As for the physical properties of the material of No. 00, the refractive index nd is 1.58, the Abbe number νd is 30, and the wavelength dependence characteristic of the refractive index is shown in FIG. 3 at the d-line of wavelength 587.6 nm. Try to calculate. If the light condensed by the condenser lens 100 is sufficiently narrowed, the incident angle 45
The light of a degree is refracted at a depth of 1219 μm from the incident point and is color-spectral-spectral. Now, taking one prism part and showing it, the spectral position from red to blue is 15 μm at a position 400.2 μm away from the straight traveling position of light as shown in FIG.
Range. FIG. 1C is an enlarged view of a part of the image plane of the image sensor 300. The above-mentioned color spectral position extends over a range of 15 μm, but in this range, 700
Light having a wavelength of nm to 400 nm is irradiated, and this is repeatedly arranged in stripes. 700 nm
Since a wavelength of 400 nm includes RGB, RGB pixels are formed and placed at each spectral position to form a color solid-state image sensor.
【0010】図2は、上記したマイクロ集光レンズ10
0の断面構造を示している。このマイクロ集光レンズ1
00の各レンズ部は、かまぼこ状の凸レンズをストライ
プ状に一方の面に形成し、この表面側凸レンズ群の1つ
1つがそれぞれ、先のプリズム部の1つ1つに対応して
いる。このマイクロ集光レンズ100の凸レンズ群の他
方の面にも裏面側凸レンズ群が対向して構成されている
が、この凸レンズ群は、それぞれ対向するプリズム部に
入射光を絞り照射するためのものである。FIG. 2 shows the above-mentioned micro condenser lens 10
The cross-sectional structure of 0 is shown. This micro condenser lens 1
In each of the lens units 00, a semi-cylindrical convex lens is formed in a stripe shape on one surface, and each of the front surface side convex lens groups corresponds to each of the above-mentioned prism portions. A back-side convex lens group is formed so as to face the other surface of the convex lens group of the micro-condensing lens 100. The convex lens group is for irradiating the opposite prisms with incident light. is there.
【0011】図4は、上記した特有の光学系に対応した
固体撮像素子300の光学像結像面の例を示している。
1空間画素を15μm×15μmの領域として設定し、
この空間画素内をRGBの領域に分割してしている。各
RGBの領域に光電変換画素が存在する。FIG. 4 shows an example of an optical image forming surface of the solid-state image pickup device 300 corresponding to the above-mentioned specific optical system.
One spatial pixel is set as an area of 15 μm × 15 μm,
The space pixels are divided into RGB regions. A photoelectric conversion pixel exists in each RGB area.
【0012】上記マイクロ集光レンズ100とプリズム
本体200の間隙は、レンズ100及びプリズム本体2
00よりも低い屈折率・低分散の光学材料であり、上記
の実施例では空気であるとした。しかし上記間隙が空気
以外の光学材料である場合は、マイクロ集光レンズ10
0の裏面側凸レンズ及びプリズムの設計値は空気の場合
とは異なってくる。The gap between the micro condensing lens 100 and the prism body 200 is equal to that of the lens 100 and the prism body 2.
It is an optical material having a refractive index and a low dispersion lower than 00, and is air in the above embodiment. However, when the gap is an optical material other than air, the micro condenser lens 10
The design values of the back-side convex lens and the prism of 0 are different from those in the case of air.
【0013】[0013]
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
色分離方式がプリズム式であり色フィルタの吸収が無く
光の利用効率が高く、高感度が得られる。As described above, according to the present invention,
Since the color separation system is a prism system, there is no absorption of color filters, the light utilization efficiency is high, and high sensitivity is obtained.
【図1】この発明の一実施例を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of the present invention.
【図2】図1のマイクロ集光レンズの構造例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a structural example of the micro condenser lens of FIG.
【図3】プリズムの屈折率を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a refractive index of a prism.
【図4】固体撮像素子の画素配置例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of pixel arrangement of a solid-state image sensor.
【図5】従来の固体撮像装置の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of a conventional solid-state imaging device.
100…マイクロ集光レンズ、200…プリズム本体、
300…固体撮像素子。100 ... Micro condensing lens, 200 ... Prism body,
300 ... Solid-state image sensor.
Claims (4)
ズと、前記複数のレンズに対応する複数のプリズム部を
有したプリズム本体とを有し、各プリズム部により分光
された各色光は、前記プリズム本体に対向して配置され
た固体撮像素子の対応する各画素に導かれるように構成
されてなる単板式カラー固体撮像装置。1. A micro-condensing lens having a plurality of lens portions, and a prism body having a plurality of prism portions corresponding to the plurality of lenses, wherein each color light dispersed by each prism portion is A single-plate color solid-state imaging device configured so as to be guided to each corresponding pixel of a solid-state imaging device arranged facing the prism body.
色光は、前記固体撮像素子の1空間画素内に配置された
RGB画素に対応していることを特徴とする請求項1記
載の単板式カラー固体撮像装置。2. The single color light according to claim 1, wherein the respective color lights separated by one of the prism parts correspond to RGB pixels arranged in one spatial pixel of the solid-state image pickup device. Plate color solid-state imaging device.
との間には間隙が設けられていることを特徴とする請求
項1記載の単板式カラー固体撮像装置。3. The single-plate color solid-state image pickup device according to claim 1, wherein a gap is provided between the micro condenser lens and the prism portion.
リズム本体よりも低い屈折率及び低分散率の光学材料で
満たされていることを特徴とする請求項3記載のカラー
固体撮像装置。4. The color solid-state image pickup device according to claim 3, wherein the gap is filled with an optical material having a refractive index and a low dispersion ratio lower than those of the micro condenser lens and the prism main body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6321864A JPH08182006A (en) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | Single ccd solid-state color image pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6321864A JPH08182006A (en) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | Single ccd solid-state color image pickup device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08182006A true JPH08182006A (en) | 1996-07-12 |
Family
ID=18137269
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6321864A Pending JPH08182006A (en) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | Single ccd solid-state color image pickup device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08182006A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7110034B2 (en) | 2001-08-31 | 2006-09-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus containing light adjustment portion with reflection of a portion of light onto adjacent pixels |
US7177531B2 (en) | 2000-12-05 | 2007-02-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Record and playback apparatus and record medium |
US20100051785A1 (en) * | 2008-08-26 | 2010-03-04 | Omnivision Technologies, Inc. | Image sensor with prismatic de-multiplexing |
-
1994
- 1994-12-26 JP JP6321864A patent/JPH08182006A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7177531B2 (en) | 2000-12-05 | 2007-02-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Record and playback apparatus and record medium |
US7110034B2 (en) | 2001-08-31 | 2006-09-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus containing light adjustment portion with reflection of a portion of light onto adjacent pixels |
US20100051785A1 (en) * | 2008-08-26 | 2010-03-04 | Omnivision Technologies, Inc. | Image sensor with prismatic de-multiplexing |
US8581174B2 (en) | 2008-08-26 | 2013-11-12 | Omnivision Technologies, Inc. | Image sensor with prismatic de-multiplexing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8384818B2 (en) | Solid-state imaging device including arrays of optical elements and photosensitive cells | |
US8208052B2 (en) | Image capture device | |
CN101919256B (en) | Imaging device | |
KR101373132B1 (en) | A phase difference detection pixel with using micro lens | |
JP5283371B2 (en) | Solid-state image sensor | |
US20090219432A1 (en) | Sensor with multi-perspective image capture | |
CA2647041A1 (en) | Improved vision system | |
US8520126B2 (en) | Solid-state image capturing element, image capturing device and signal processing method | |
TW201120477A (en) | Color separation system | |
KR20210046989A (en) | Image sensor and image sensing method with improved sensitivity | |
US8860855B2 (en) | Solid-state image sensor with dispersing element that disperses light according to color component, image capture device and signal processing method | |
JP2009063892A (en) | Projector, optical element, and optical modulating device | |
US20130135493A1 (en) | Soild-state imaging element, imaging device and signal processing method | |
JP3746905B2 (en) | Image projector | |
JP2005167356A (en) | Imaging device | |
US20150286059A1 (en) | Image sensor having improved light utilization efficiency | |
JPH0548057A (en) | Solid-state image sensor | |
JPH08182006A (en) | Single ccd solid-state color image pickup device | |
JP2007047569A (en) | Microlens device, solid state image pickup element, display device, and electronic information equipment | |
JP2000305171A (en) | Illumination device and projection type display device | |
US7474349B2 (en) | Image-taking apparatus | |
KR20070075567A (en) | High sensitivity image sensor using prism | |
US20010028400A1 (en) | Light filter adapted for use with a charge-coupled device | |
JPS5630381A (en) | Image pickup unit | |
JPH02251820A (en) | Liquid crystal panel optical device |