JPS6023801A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は撮像装置に係シ、特にフェースプレート又はパ
ッケージケースのカバーガラスに他の機能を持たせた撮
像装置に関する。

従来技術 従来、撮像素子としてＭＯＳ　（メタル・オキサイド・
セミコンダクタ）、Ｃ０Ｄ（チャー、ジ・カップルド・
デバイス）、ＢＢＤ（パケット・プリゲート・デバイス
）等の半導体（固体撮像素子）を使用した固体カラーカ
メラや、撮像管を使用したカラーカメラにおいて、固体
撮像素子又は撮像管の前面に配置されている光学系は、
色分解（色分離）フィルタ、赤外（工Ｒ）カットフィル
タ、水晶ヲ相質とする位相フィルタ（光学的低域フィル
タ）、更には光学レンズなどから構成されている。また
撮像管及び固体撮像素子のいずれを使用したカメラにお
いても、素子の保護を目的としてガラス板が設けられて
いる。このガラス板は撮像管ではフェースプレートと呼
ばれ、固体撮像素子ではパッケージケースのカバーガラ
スであるが、ここでは説明の便宜上、これらを総称して
フェースプレー１・というものとする。このフェースプ
レートと前記した光学系を構成する各素子との配置や５
組合せ順序は任意に組合せられている゛が、フェースプ
レートト工Ｒカットフィルタ、光学的低域フィルタは各
々独立した部品として配置されていることが多い。一方
、色分解フィルタは単管式又は単板式、２管式又は２板
式などのカラーカメラに使用されるが、これは内部の撮
像部分に位置合せされて接着剤で固定されて用いられる
ことが多い。これらの各部品は一般にガラス基板や水晶
基板を用いて構成されている。

第１図は従来の固体撮像素子の一例の斜視図を示す。同
図中、パッケージケース１の上面には、フェースプレー
ト（カバーガラス）２ｂ−設けられており、被写体（図
示せず）からの光はフェースプレート２を通過してパッ
ケージケース２内に入射せしめられ、内部の固体撮像素
子により光電変換された後、軍、気信号とされて外部リ
ード端子３１〜３７から取シ出される。第２図は従来の
固体撮像素子を用いたカラーカメラの光学系の一例の構
成を示す。同図中、被写体よりの光は、光学レンズ系４
全通して光Ａとして光学的低域フィルタ５に入射され、
ここで後述する色分解フィルタ７に必要以上に高い空間
周波数成分が入射されてモアレが発生することを防止す
るため、高い空間周波数成分が除去されてぼけを作り出
される。ブし学的低域フィルタ５より出射された光Ｂは
、赤外（工Ｒ）カットフィルタ６に入射されて赤外光の
波長成分が減哀されて光Ｃとされた後、フェースプレー
ト２を通過して光りとなシ、パッケージケース１内の色
分解フィルタ７に入射される。色分解フィルタ７により
色分解されて取り出された光は固体撮像素子８の受光部
に入射せしめられ、ここで光電変換される。

第２図に示す従来の光学系において、透過光Ａ、Ｂ、Ｏ
は、光学的低域フィルタ５、赤外カットフィルタ６、フ
ェースプレート７に入射する際、空気と水晶又はガラス
との屈折率の差による反射光Ａ’　、　Ｂ’　、σを生
じさせることは周知の通シである。この反射率は一般の
光学ガラスにおいては、片面で４３％（約４％）で、両
面では約８％になることも良く知られていることである
。例えは、この反射光のみに着目して、各部品の吸収は
ないものと仮定すると、光Ａは光学的低域フィルタ５を
通過すると、９２％の透過光Ｂとなシ、更に赤外カット
フィルタ６を通過すると８４．６％の透過光Ｃとなシ、
更にフェースプレート２を通過すると７７．８％の透過
光りとなる。従って、透過光Ｂ、０及びＤの波長対透過
率特注は第３図に示す如くになる。

このように、従来の第２図に示す光学系においては、各
光学部品品透過時の反射にょシ、透過光の光強度が大き
く波設し、光の利用率を低下させていた。そこで、従来
は各光学部品の入射面にＪＦ２（フッ化マグネシウム）
　、ｃａ’２．　（フン化カルシウム）のような材質を
コートして、空気とガラスの各屈折率の中間的な屈折率
をもつ媒質層を介在せしめる方法が行なわれていた。こ
の方法によれば、各光学部品の反射率を１チ程度まで改
善することができる。

発明が解決しようとする問題点 しかるに、上記の従来方法は、Ｍ＃Ｆ２や（’ａＦ２に
コートするための蒸着工程を必要とするのでコスト高で
あシ、またＭｆＦ２膜が可視光領域においてもわずかな
分光特性をもっていることから、フラットな分光特性の
入射光に対して分光ｑ′！Ｉ注を変化させてしまう等の
問題点があった。

そこで、本発明は空気とガラス（又は水晶）の屈折率の
差による反射面を少なくすることにより、上記の問題点
を解決した撮像装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、撮像管のフェースプレート又は同体撮像素子
のパッケージケースのカバーガラスに。

赤外カットフィルタ、光学的低域フィルタ、及び−又は
皿板上の色の波長の光を分離して取り出す色分離フィル
タの各特注のうちの−の特性又は任意の皿板上の特性の
組合せからなる特性を持たせて構成したものであシ、以
下そ、の各実施例について第４図以下の図面と共に説明
する。

実施例 第４図は本１発明装置の第１実施例の断面図を示す。同
図中、パッケージケース１の内部には１ヶ１体撮像素子
８と、その受光部に対向して接着層９′ｆ：介して各画
素への精密な位置合せをされて接着きれている３色分解
フィルタ１０とが夫々内蔵されている。固体撮像素子８
はリードワイヤ１１　、１２を介して内部リード端子１
３　、１４に接続されておシ、内部リード端子１３　、
１４はパッケージケース１の外部の外部リード端子１５
　、１６　（第１図の３１〜３７などに相当）に接続さ
れている。更に、パッケージケース１の上面には、本発
明の要部をなすフェースプレート（カバーガラス）１７
が設けられている。

ここで、フェースプレート１７の各実施例は第５図（Ａ
）　ｌ　（Ｂ）に示される。第５図（Ａ）は赤外カット
フィルタ特性又は光学的低域フィルタ％注ヲ有するフィ
ルタ１Ｂをフェースプレート１γとして使用する第１実
施例を示す。このフィルタ１８をフェースプレート１７
として使用した場合は、フィルタ１８が赤外カットフィ
ルタ特注を有する場合は光学的低域フィルタがフェース
プレート１７（フィルタ１Ｂ）に対して光入射側に設け
られ、フィルタ１８が光学的低域フィルタ特性を有する
場合は赤外カットフィルタがフェースプレート１１（フ
ィルタ１８）に対して光入射側Ｖｃｙけられる。

本実施例によれは、従来フェースグレートとして用いて
いたガラス板が不要になシ、片ｉｋｉ約４チ、両面で約
８チの反射が防止できることから、従来の撮像装置より
も約４％の光反射を低減できる（光の透過率が約８％上
昇する）。

第５図（Ｂ）はフェースプレート１７の第２実施例の構
成を示す。同図中、光学的低域フィルタ１９と赤外カッ
トフィルタ２１とは夫々光学接着剤による接着層２０を
介して接合さ１れている。光学的接着剤としては、反射
率をできるだけ低く抑えるために、ガラスの屈折率１．
５４にできるだけ近い屈折率の接着剤が使用され、−例
としてセメダイン１５６５　（商品名）が使用される。

第５図（Ｂ）に示ずｒｊ’ｊ成のフェースプレート１１
を使用した場合は、従来フェースプレートとして用いて
いたガラス板を不要にでき、更に光学的低域フィルタ１
９の裏面と赤外カットフィルタ２１０入射面の反射を各
々約３５％低減でき（接着層２００面で０５％ずつ、計
約１チ反射する〕、これによシ従来装置に比し光の通過
率を約１５多向上することができる。

次に本発明装置の第２実施例につき第６図と共に説明す
る。第６図中、第４図と同一構成部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。第６図において、３色分解フ
ィルタ１０の上面の高さ位置１ｄ、パッケージケース１
のフェースプレート装着用段部１ａ　、　Ｉｂの高さ位
置に一致せしめられている。しかして、段部１ａ　、　
ｌｂには封止用接着剤をコートしておき、かつ、既にＩ
ｆｔ密に位置決めされて固体撮像素子８の受光部上に取
付けられている３色分解フィルタ１０の上面には光学接
着剤を塗布しておき、しかる後にフェースプレート１′
７を上方から段部１ａ　、　１ｂ及び３色分解フィルタ
１０上に載置して圧着するのみで、フェースプレート１
７によシパッケージケース１を封止することができる。

このことから、工程上の工数増加は極めて少なくて済む
。なお、第６図中、２２は３色分解フィルタ１０とフェ
ースプレー）１７との間に形成された接着層、２３ａ　
、　２３ｂは段部１ａ’、１ｂとフェースプレート１７
との間に形成された接着層を示す。

本実施例によれば、フェースプレート１７として第５図
（Ａ）に示した第１実施例を用いた場＠は、反射光を従
来装置に比し約１５％低減することかでき、またフェー
スプレート１１として第５図（Ｂ）に示した第２実施例
を用いた場合は、反射光を約２２％低減することができ
る。第４図に示した第１実施例に比し３色分解フィルタ
１００入射面での反射も低減できるからである。

なお、上記の各実施例は、単板式又は２板式のカラーカ
メラに適用し得る例について説明したか、３板式のカラ
ーカメラに適用することもできる。

３板式カラーカメラの場合は、３色分解フィルタ１００
代シに３原色光のいずれか−を選択的ｉｚｃ　４遇させ
る単色フィルタが用いられ、ま°た光学的低域フィルタ
１９は用いられない。従って、その場合の本発明装置の
フェースプレートとしては、赤外カットフィルタ機能を
持たせるか、又は第７図（Ａ）に示す如き構成とする。

第７図（Ａ）　ＶＣおいて、赤外カットフィルタ２４と
上記単色フィルタ２６とが、夫々前記光学接着剤による
接着層２５を介して接合してなる。単色フィルタは３色
分解フィルタ１０の如き精密な位置合せ全必要としない
から、撮像素子と分離して取扱うことができ、よって第
“　１図（Ａ）　Ｋ示ず如く、赤外カットフィルタ２４
と単色フィルタ２６とよシなる接合機をフェースプレー
トとして用いることができ、第５図（Ａ）と同様の反射
率の低減ができる。

また、単板式、２板式カラーカメラにおいては、第１図
（Ｂ）に示す如く、光学的低域フィルタ１９、赤外カッ
トフィルタ２１に、更に光学接着剤による接着層２７ｆ
ｔ介して色分離フィルタ２８を接合した構成の部＠をフ
ェースプレートとして使用することもできる。上記の色
分離フィルタ２８は３色分解フィルタでも良いし、また
それを構成するフィルタ群の−を構成するフィルタでも
良い（ただし、この場合は、同体撮像素子に対する精密
な位置決め工程が必要となる）。

応用例 なお、上記の各実施例は固体撮像素子を使用したカラー
カメラに適用する場合について説明したが、撮像管を使
用したカラーカメラにも同様に適用することができるこ
とは勿論である。また、３色分解フィルタ１０は撮像素
子面板とを接矯ｉすで貼付する形式のものについて説明
したが、ｊｊ泣像素子面上で作製する形式のものも使用
することかできる。

効果 上述の如く、本発明によれはフェースプレート又バカバ
ーガラスに、赤外カットフィルタ、光学的低域フィルタ
及び色分離フィルタの各％１４のうちの−の特性又は皿
板上の特注の糾合せからなる特性をもたせたので、従来
装置においてフェースプレート又はカバーガラスとして
用いていたガラス板全不安ＶＣすることができるので、
そのガラス板面における反射を無くすことができると共
に、赤外カットフィルタ等の上記の各種フィルタの入射
面の反射光を低減することができ、従って尤の透過率を
従来装ｆｉに比し上昇することができるので撮像装置を
高感度とすることができ、またフェースプレート又はカ
バーガラスとして用いていたガラス板を不要にすること
ができることからコストの低減、装置の小型化及び軽鍛
化が図れる等の特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の固体撮像素子の一例を示す斜視図、第２
図は従来の固体撮像素子を用いたカラーカメ２の光学系
の概略構成と光の透過及び反射σ）様子を示す図、第３
図は第２図図示光学系の透過光の透過率対波長特性の一
例を示す図、第４図及び第６図は夫々本発明装置の各実
施例を示す断面図、第５図（Ａ）　、　（Ｂ）及び第１
図（Ａ）　、　（Ｂ）は夫々本発明装置の要部をなすフ
ェースプレートの各実施例の構成を示す図である。 １・・・パッケージケース、２．１７・・・カッ（−カ
ラス（フェースブレー））、’３１〜３７・・・外部１
．Ｉ−）”端子、５，１Ｂ・・・′光学的低域フィルタ
、６　、２１　。 ２４・・・赤外（工Ｒ）カットフィルタ、　７．２８・
・・色分解（色分離）フィルタ、８・・・固体撮像素子
、１０・・・３色分解フィルタ、１５，１６・・・外部
リード端子。 １８・・・赤外カットフィルタ（又は光学的低域フィル
タ）、２０　、２２　、２３ａ　、　２３ｂ　、　２５
　、２７　”−接着層、２６・・・単色フィルタ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像管のフェースプレートＸ線固体撮像素子のパ
   ッケージケースのカバーガラスに、赤外カットフィルタ
   、光学的低域フィルタ、及び−又は皿板上の色の波長の
   光を分離して取シ出す色分離フィルタの各特性のうちの
   −の特注又は任意の皿板上の特注の組合せからなる特注
   をもたせて構成したことを％徴とする撮像装置。
2. （２）該フェースプレート又はカバーガラスに、３色分
   解フィルタがガラスの屈折率に略等しい屈折率の光学接
   着剤によ多接合されてなる特許請求の範囲第１項記載の
   撮像装置。