DE3534186C2 - Festkörper-Bildwandleranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Festkörper-Bildwandleranordnung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; eine derartige Anordnung ist aus der US 43 23 918 bekannt.

Im allgemeinen wird eine Vielzahl einzelner Festkörper-Bild­ wandler, z. B. ladungsgekoppelte Elemente (CCD′s) auf einer gemeinsamen, relativ dicken (z. B. ungefähr 0,30 bis 0,38 mm) Halbleiterscheibe gebildet, indem die sogenannte Gate-Seite dieser Scheibe selektiv dotiert und mit einer Elektroden­ struktur bedeckt wird. Anschließend wird die Scheibe zerteilt, um die einzel­ nen Bildwandler voneinander in individuelle Plättchen oder "Chips" zu trennen. Die durch diese herkömmlichen Verfahren in den Bildwandlerplättchen entstandenen elektronischen Bau­ elemente bilden photoempfindliche Bildzellen, welche in Potentialmulden im Halbleitersubstrat unterhalb der Elektro­ denstruktur Ladungen aufbauen, die repräsentativ für Strah­ lungsenergie, wie z. B. sichtbares Licht sind, das auf die Bildzellen fällt, wenn dort eine Szene optisch abgebildet wird. Die Ladungen werden anschließend aus den Bildzellen ausgelesen, um die Szene darstellende elektrische Signale zu ergeben. Bei solchen Bildwandlerplättchen wird die Strah­ lungsenergie von der Gate-Seite des Plättchens her auf die Bildzellen gerichtet und muß daher durch die Elektrodenstruk­ tur treten (d. h. ein gewisser Teil der Energie tritt durch die Zwischenräume zwischen den Elektroden, und ein gewisser Teil dringt tatsächlich durch die Elektroden selbst). Wenn auch die Elektroden dünn genug sind, um ein gewisses Maß an sichtbarem Licht durchzulassen, so ist die Empfindlichkeit des Bildwandlers auf die kürzeren Wellenlängen des sichtbaren Lichts doch vermindert, wenn das Licht durch die Elektroden dringt. Dies gilt besonders für blaues Licht. Außerdem halten die Elektrodenverbindungsleiter etwas Licht zurück, wodurch die Empfindlichkeit weiter verringert wird.

Um sowohl das Ansprechvermögen als auch die Empfindlichkeit zu verbessern, sind Bildwandler entwickelt worden, bei denen die der Gate-Seite gegenüberliegende Seite des Halbleiter­ substrats auf etwa 8 bis 10 Mikrometer dünner gemacht ist, z. B. durch chemisches Ätzen. Die Fig. 1a zeigt ein Bildwand­ lerplättchen 10 mit einem dünner gemachten Halbleitersubstrat. Bei einem Bildwandler mit dünnerem Substrat kann die Strah­ lungsenergie von der dünner gemachten Substratseite her auf die Bildzellen gerichtet werden.

Da die Strahlungsenergie in diesem Fall nicht durch eine Elektrodenstruktur oder durch deren Zwischenräume treten muß, spricht ein Bildwandler mit dünnerem Substrat besser auf sichtbares Licht an als der oben beschriebene Bildwandler mit dickem Substrat. Um dem ein dünneres Substrat aufweisen­ den Bildwandler eine körperliche Festigkeit zu geben, ist eine relativ dicke Glasplatte (z. B. 0,25 bis 0,5 mm) gleichmäßig mittels eines Optik-Kleb­ stoffes auf das dünner gemachte Substrat geklebt, so daß sich ein Schichtaufbau ergibt. Einzelheiten eines Verfahrens zum Herstellen derartiger Bildwandlerplätt­ chen mit dünnerem Substrat sind in der US-Patentschrift 4 266 334 beschrieben.

In den Fig. 1b und 1c ist die herkömmliche Art und Weise aufgezeigt, wie solche Dünnsubstrat-Bildwandler zur Bildung eines IC-Bausteins gekapselt werden und wie derartige Bausteine an einem lichtaufspaltenden Prisma 100 (einer nicht dargestellten Fernsehkamera) an­ gebracht werden. Die Fig. 1b zeigt in Schnittansicht und die Fig. 1c in Draufsicht den insgesamt mit 110 bezeich­ neten IC-Baustein. Der Baustein 110 enthält einen elek­ trisch isolierenden keramischen Chip-Träger 112, der eine Öffnung 114 aufweist und einen inneren Schulterteil 116 hat, der mit der Öffnung 114 ausgerichtet ist. Der Schulterteil 116 hält das Dünnsubstrat-Bildwandlerplätt­ chen so, daß in die Öffnung 114 eintretendes Licht auf die dünner gemachte Substrat Seite des Bildwandlerplätt­ chens 10 fällt. Eine Glasschicht 120 des Bildwandlerplätt­ chens 10 ist an ihrem Rand mittels Epoxymaterial an der Schulter 116 befestigt, so daß der Lichteinfall auf das Plättchen 10 nicht gestört wird. Ein Glasfenster 122 ist ebenfalls mittels Epoxymaterial an seinem Umfangsrand auf den der Schulter 116 abgewandten Teil des Trägers 112 geklebt, um den Bildwandler vor Schmutz und anderen Ver­ unreinigungen zu schützen und dennoch einen Lichtdurch­ gang zum Bildwandlerplättchen 10 zu erlauben. Die elektri­ sche Verbindung externer Ansteuer- und Signalverarbeitungs­ schaltungen (nicht dargestellt) zum Bildwandlerplättchen 10 wird durch Anheften von Drähten 124 hergestellt, die von der Gate-Seite des Bildwandlerplättchens 10 zu einem im Träger 112 gebildeten Metallisierungsmuster (nicht dargestellt) führen, das seinerseits mit Anschlußstiften 126 verbunden ist. Die Ansteuer- und Signalverarbeitungs­ schaltungen werden durch herkömmliche Technik gedruckter Schaltungen mit den Stiften 126 verbunden. Ein lichtun­ durchlässiger Deckel 128 vervollständigt den IC-Baustein 110 und ist mittels Epoxymaterial an der dem Fenster 122 abgewandten Seite des Trägers befestigt, um den IC-Bau­ stein 110 hermetisch abzudichten und äußeren Lichtein­ fall in den Baustein zu verhindern.

Die Positionierung und Anbringung des IC-Bausteins 110 am Prisma 100 kann entsprechend den Anweisungen erfol­ gen, die in der US-Patentschrift 4 268 119 gegeben sind und wonach eine rechteckige Dichtung 130 verwendet wird, die eine allgemein rechteckige Durchtrittsöffnung von un­ gefähr der Größe und Form des Fensters 122 hat. Vorzugs­ weise ist die Dichtung 130 ein flexibler geschäumter Körpern z. B. aus Schaumgummi, und ist so dimensioniert, daß er rundum in Kontakt mit dem Fenster 122 des IC- Bausteins 110 und in Kontakt mit einem Lichtaustritts­ teil 132 des Prismas 100 steht. Als nächstes ergreifen mechanische Mikromanipulatoren (nicht dargestellt) den IC-Baustein 110 und stellen seine Position genau in X-, Y- und Z-Ebenen ein, so daß die Abbildungsebene des Bild­ wandlerplättchens 10 den richtigen Abstand und die gewünschte Parallelität zum Austrittsteil 132 hat und bezüglich der Optik des Lichtaustritts zentriert ist. Es sei erwähnt, daß die Parallelität der Ebene der Ab­ bildungsfläche des Plättchen mit der Ebene des Fensters 122 beeinträchtigt werden kann, wenn beim Befestigen des Bildwandlerplättchens innerhalb des Bausteins 110 der be­ nutzte Klebstoff ungleichmäßig aufgetragen wird. Außer­ dem darf das Bildwandlerplättchen 10 gegenüber den an­ deren Detektoren (nicht dargestellt), die an anderen Austrittsflächen (nicht gezeigt) des Prismas 100 ange­ bracht sind, nicht verdreht sein, damit der Raster der vom Bildwandlerplättchen 10 gelieferten Bildsignale in Deckung mit den Rastern der von den anderen Bildwandlern gelieferten Signale bei der Bilddarstellung auf einem Monitor ist.

Nachdem der IC-Baustein 110 richtig gegenüber dem Aus­ trittsteil 132 positioniert ist, wird ein Klebstoff oder ein härtendes Bindemittel, wie z. B. Epoxymaterial, um die Dichtung 130 aufgetragen oder in die Dichtung zu deren Imprägnierung injiziert, während der IC-Baustein 110 in Stellung gehalten wird. Somit bildet das Epoxymaterial nach seiner Aushärtung einen starren Körper, der für eine feste Verbindung zwischen dem Baustein 110 und dem Aus­ trittsteil 132 des Prismas sorgt.

Es sei erwähnt, daß die beschriebene Halterung des Bild­ wandlerplättchens 10 im IC-Baustein 110 nicht sicher­ stellt, daß die Position des Plättchens von Baustein zu Baustein auch wirklich genau gleich ist. Da nämlich der Schulterteil 116 des Trägers 112 größer ist als das Bild­ wandlerplättchen 10, ist die Position des Plättchens innerhalb der Schulter 116 nicht präzise bestimmt und kann sich während der Herstellung ändern. Außerdem kann sich die Parallelität der Abbildungsebene des Bildwand­ lerplättchens 10 gegenüber dem Fenster 122 während der Herstellung ändern, und zwar infolge ungleichmäßiger Auf­ tragung von Klebstoff an den Rändern des Fensters 122 und/ oder des Plättchens 10. Daher muß das oben beschriebene Positionierungs- und Anbringungsverfahren für jeden IC- Baustein durchgeführt werden, der an einem optischen Auf­ bau, wie z. B. an den Austrittsteilen des Prismas 100, be­ festigt werden soll.

Aus der US 43 23 918 ist es bekannt, Bildwandlerchips über durchsichtige Distanzstücke an auf den Austrittsflächen eines Farbteilerprismas vorgesehene Korrekturfilter anzusetzen, wobei diese Distanzstücke die unterschiedlichen Lichtweg­ längen im Farbteilerprisma ausgleichen sollen. Die hinsicht­ lich ihrer Dicke genau bemessenen gläsernen Distanzstücke sind an ihren Kanten abgeschrägt, um Raum für Kleber zu schaf­ fen, mit dem die Verbindung zwischen Distanzstück und Farb­ filter einerseits sowie Distanzstück und Bildwandler anderer­ seits am Umfang des Distanzstückes erfolgt.

Weiter ist es aus der JP 59-47774 (A) bekannt, im Strahlen­ gang einer Optik eine Glasplatte anzuordnen, auf deren Rück­ seite gedruckte Leiter aufgebracht sind zur Lötverbindung mit einem lichtempfindlichen Halbleitersubstrat, welches sich hinter der Glasplatte befindet und auf welches das Licht von der Optik fällt. Die Verlötung des Substrats mit den gedruck­ ten Leiterbahnen erfolgt über Lötmittelwälle, wobei zwischen Substrat und Glasplatte ein Zwischenraum verbleibt.

Die Fig. 2 zeigt einen IC-Baustein 210 für ein Bildwandlerplättchen 200, das ein relativ dickes Halbleiter­ substrat 202 hat. Der Baustein 210 enthält einen Träger 212, sowie die Stifte 126 und die Verbindungsdrähte 124 ähnlich dem Baustein 110 nach Fig. 1b, nur daß der Träger 212 keine Öffnung in einer Ausnehmung 216 benötigt, weil das Bildwandlerplättchen 200 von seiner Gate-Seite her beleuchtet wird (da das Halbleitersubstrat 202 zu dick ist, um Licht durchzulassen). Dementsprechend ist das Substrat 202 des Bildwandlers 200 mittels Epoxymaterial in der Ausnehmung 216 des Trägers 212 befestigt, und das Glasfenster 122 ist durch Epoxymaterial an seinem Rand am Träger 212 befestigt, um den Baustein hermetisch ab­ zuschließen, gleichzeitig aber zu erlauben, daß Licht zu den Bildzellen durchdringen kann, die auf der Gate- Seite des Bildwandlerplättchens 200 gebildet sind. Der Baustein 210 kann in praktisch der gleichen Weise am Prisma 100 angebracht werden, wie es oben für die An­ bringung des IC-Bausteins 110 beschrieben wurde, so daß das Fenster 122 dem Austrittsteil des Prismas 100 zuge­ wandt liegt.

Es wurde gefunden, daß Kapselungen, wie sie vorstehend für Festkörper-Bildwandlerplättchen beschrieben wurden, aus verschiedenen Gründen unzweckmäßig sind. Erstens kann das Bildwandlerplättchen, wie oben erwähnt, während der Herstellung nicht präzise innerhalb der Verkapselung positioniert werden, was zur Folge hat, daß die Position des Plättchens von Baustein zu Baustein variiert. Daher sind recht umständliche Befestigungsmethoden, wie z. B. die Verwendung einer nachgiebigen Schaumdichtung, erfor­ derlich, um den erwähnten Ungenauigkeiten in der Po­ sition der Plättchen Rechnung zu tragen und zu garan­ tieren, daß beim Befestigen des IC-Bausteins die Abbil­ dungsfläche in parallele Ausrichtung und genaue Lage bezüglich des Austrittsteils eines Prismas kommt. Zweitens können, obwohl das Glasfenster die lichtemp­ findliche Oberfläche des Bildwandlerplättchens gegen­ über Schmutz usw. aus äußeren Quellen schützt, nach ei­ ner gewissen Zeit im Inneren des Bausteins Partikel, wie z. B. Flocken von Klebematerial und dergleichen, abblättern und auf die lichtempfindliche Oberfläche des Bildwandlers fallen, wodurch Bildfehler entstehen. Drittens kann der Umstand, daß der Bildwandler vertieft in einer Ausneh­ mung sitzt, eine Vignettierung des Bildes zur Folge ha­ ben (d. h. eine allmähliche Abschattung an den Bildrän­ dern, so daß keine definierte Randlinie bleibt). Dies gilt insbesondere für,den Baustein 110 wegen der dort vorhandenen Öffnung 114. Viertens bildet der Spalt zwi­ schen dem Bildwandler und dem Glasfenster des Bausteins einen Zwischenraum, wo Kondensation stattfinden kann, die das Bild verschlechtert. Außerdem gibt es in Verbin­ dung mit dem Baustein 110 Probleme hinsichtlich der struk­ turellen Festigkeit und thermischen Stabilität, weil der Bildwandler 10 nur durch an seinem Umfang befindliches Epoxymaterial gehalten wird. Als letzter und vielleicht wichtigster Faktor sei noch folgendes erwähnt: Da für Bildwandler die Herstellungsverfahren immer besser und die Ausbeute immer größer wird, verringern sich die Kosten des Bildwandlerplättchens auf ein Maß, wo die Kosten der Einkapselung des Bildwandlerplättchen einen wesentlichen Teil der Gesamtkosten für den Baustein aus­ machen. Daher ist es besonders erwünscht, die oben er­ wähnten Nachteile bekannter Kapselungen für Festkörper- Bildwandler zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Zwischenräume zwischen Bildwandlerplättchen und Lichtaustrittsfläche des Teilerprismas sowie Vignettierungsprobleme zu vermeiden und eine Parallelität zwischen diesen Flächen sicherzustellen und eine strukturelle Einheitlichkeit sowie thermische Stabi­ lität zu erreichen.

Ein diese Aufgabe lösender Bildwandler wird durch die im An­ spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1a, 1b und 1c, auf die bereits eingegangen wurde, zeigen ein Festkörper-Bildwandlerplättchen mit dünner gemachtem Substrat und dessen Kapselung und Anbringung an einem Prisma, gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2, die ebenfalls schon behandelt wurde, zeigt die Kapselung eines Festkörper-Bildwandlerplättchen mit relativ dickem Substrat und deren Anbringung an einem Prisma, gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 3a, 3b und 3c zeigen die Anbringung eines Fest­ körper-Bildwandlerplättchens mit dünner gemachtem Substrat an einem farbteilenden Prisma gemäß ei­ nem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 zeigt die Anbringung eines Festkörper-Bildwandler­ plättchens mit dünner gemachtem Substrat an einem lichtdurchlässiger) Element gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform eines licht­ durchlässigen Elementes für ein Festkörper-Bild­ wandlerplättchen mit dünner gemachtem Substrat;

Fig. 6 zeigt eine Befestigungsvorrichtung für einen Fest­ körper-Bildwandler mit dickem Substrat.

Die Fig. 3a, 3b und 3c zeigen einen eine Einheit bil­ denden Aufbau von Bildwandlerplättchen und Prisma gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In der Fig. 3a ist ein farbteilendes Prisma zu erkennen, das insgesamt, mit 310 bezeichnet ist und aus drei optisch durchlässigen Prismenabschnitten 312, 314 und 316 besteht, zwischen denen sich dichroitische Trennflächen befinden, wie es an sich bekannt ist, um auf eine Eintrittsseite 318 fallendes Licht in seine roten, grünen und blauen Farbanteile aufzuspalten, deren jeder an einer zugeord­ neten Austrittsseite 320 bzw. 322 bzw. 324 erscheint. An jeder der Austritts­ seiten 320, 322 und 324 ist die glasbeschichtete Seite eines ein dünner gemachtes Substrat aufweisenden Festkörper- Bildwandlerplättchens 10 direkt und in fester Lage am Prisma 310 befestigt, um Rot-, Grün- und Blau-Farbanteil­ signale zu liefern, die repräsentativ für das auf die Eintrittsseite 318 gerichtete Licht einer Szene sind. Die Befestigung des Bildwandlerplättchens 10 an der Rot- Austrittsseite 320 ist detailliert in den Fig. 3b und 3c gezeigt. Die Befestigung der Bildwandlerplättchen an den Austrittsseiten 322 und 324 ist nicht dargestellt, sie gleicht jedoch im wesentlichen der Befestigung des Bildwandlerplättchens 10 an der Austrittsseite 320. Die direkte Befestigung des Bildwandlerplättchens am Licht­ austritt des Prismas ist vorteilhaft gegenüber, der bekannten Befestigung von gekapselten IC- Bausteinen, da sich kein Luftraum vor der lichtempfind­ lichen Oberfläche des Plättchens befindet, in den Schmutz oder Klebstofflocken fallen können oder in welchem eine Kondensation stattfinden kann, was die Betriebsqualität des Bildwandlers verschlechtern würde. Außerdem ist die Wahrscheinlichkeit gering, daß die lichtempfindliche Ober­ fläche des Bildwandlerplättchens nicht im wesentlichen parallel zur Bildebene des Prismas ist, weil das Plättchen selbst direkt an der Austrittsseite des Prismas befestigt ist. Auch läßt sich das Bildwandlerplättchen viel siche­ rer am Prisma befestigen (was weiter unten erläutert wird), so daß die strukturelle Festigkeit und die thermische Sta­ bilität verbessert werden, was beides wichtig für Bild­ wandler ist, dies z. B. in tragbaren Videokameras benutzt werden. Schließlich besteht keine Möglichkeit einer Vig­ nettierung des Bildes, da kein Fenster vorhanden ist wie im Falle des gekapselten Bausteins 110 nach Fig. 1b.

Wie in den Fig. 3b und 3c gezeigt, trägt die Austritts­ seite 320 des Prismas ein durch Metallisierung aufgebrach­ tes Muster von Leitern 326, die sich vom Rand der Aus­ trittsseite 320 zu dem Bereich erstrecken, wo das Bildwand­ lerplättchen 10 anzuheften ist. Während der Herstellung des integralen Bildwandlerplättchen-Prismen-Aufbaus wird ein Optik-Klebstoff (d. h. ein Klebemittel mit den gefor­ derten optischen Eigenschaften) gleichmäßig auf die Glas­ schicht des Bildwandlers 10 (vgl. Fig. 1a) aufgebracht, die dann auf der Oberfläche der Austrittsseite 320 so positioniert wird, daß das Zentrum des lichtempfindli­ chen Bereichs des Bildwandlerplättchens mit der optischen Achse der Austrittsseite 320 ausgerichtet ist. Beim Stand der Technik erfolgt die Positionierung verkapselter Bild­ wandlerplättchen, indem man den Bildwandler aktiviert und auf einem Monitor einen Raster beobachtet, der durch die vom Bildwandler während des Auslesens gelieferten Bild­ signale gebildet wird. Bei der vorliegenden Befesti­ gungsart des Bildwandlerplättchens jedoch kann die Po­ sitionierung eines Dünnsubstrat-Bildwandlerplättchens auf optische Weise geschehen, und zwar unter Heranzie­ hung von Ausrichtmarken, z. B. Metallisierungsflecke, die auf der Gate-Seite des Bildwandlers über der Elektro­ nenstruktur aufgebracht sind. Die Orte der Ausrichtmar­ ken sind in Fig. 3b mit Kreuzchen (X) dargestellt. Die Ausrichtmarken stören den elektrischen Betrieb des Bild­ wandlers nicht, weil eine Oxidschicht vorhanden ist, wel­ che die Ausrichtmarken elektrisch von der Elektrodenstruk­ tur isoliert. Die Ausrichtmarken stören auch nicht op­ tisch, weil sie sich nicht auf der lichtempfindlichen Sei­ te des Plättchens befinden. Wenn aber das Bildwandler­ plättchen hell von der Gate-Seite her beleuchtet wird (natürlich muß jede lichtundurchlässige Abdeckung über der Gate-Seite des Plättchens entfernt werden), dann dringt das Licht durch das Plättchen, und die Ausricht­ marken werden auf der Eintrittsseite 318 des Prismas sichtbar. Während des Zusammenbaus kann ein durch ultra­ violettes Licht aushärtbarer Optik-Klebstoff 327 gleich­ mäßig zwischen der Glas des Prismas und die Glasschicht des Bildwandlerplättchens verteilt werden (z. B. unter Anwendung von Druck), so daß das Bildwandlerplättchen im wesentlichen parallel mit der Austrittsseite des Pris­ mas zu liegen kommt und bewegt werden kann, bis es mit der optischen Achse des Prismas ausgerichtet ist. Dann wird der Klebstoff ultraviolettem Licht ausgesetzt, um ihn auszuhärten und so die Relativlage zwischen dem pho­ toempfindlichen Bereich des Bildwandlerplättchens und der Austrittsseite des Prismas zu fixieren.

Als nächstes werden Verbindungsdrähte 328 zwi­ schen Leiterkissen 329 auf der Gate-Seite des Bildwand­ lerplättchens und den Leitern 326 befestigt, um die elektri­ sche Verbindung zum Plättchen herzustellen. Herkömmliche externe Schaltungen (nicht dargestellt) zum Anlegen von Steuerimpulsen an den Bildwandler und zur Videosignal­ verarbeitung werden mit den Leitern 326 über ein Paßele­ ment, wie z. B. den "Vater"-Teil von Anschlußvorrichtungen 330 verbunden, die am Rand der Austrittsseite 320 des Prismas befestigt sind. Im einzelnen enthalten die An­ schlußvorrichtungen 330 einzelne Stifte (nicht gezeigt), deren erste Enden an den Leitern 326 angelötet und deren andere Enden mit elektrischen Kabeln 332 verbunden sind, die zu den externen Schaltungen führen. Um den Bildwand­ ler hermetisch abzudichten und ihn vor Verschmutzung von außen zu schützen, kann auf der Austrittsseite 320 des Prismas eine Kappe 334 befestigt werden, die den mit der gestrichelten Linie 336 gezeigten Bereich abdeckt.

Das Anbringen von Bildwandlern auf die Grün- und Blau- Austrittsseiten 322 und 324 erfolgt im wesentlichen in der gleichen Weise wie oben beschrieben, nur daß hier vor der Ultraviolett-Aushärtung des Klebstoffs die Bild­ wandler von der Gate-Seite her hell beleuchtet werden, um jeden Bildwandler zu positionieren, indem man seine Ausrichtmarken von der Eintrittsseite des Prismas her beobachtet und sie in genaue Deckung mit den anderen Ausrichtmarken bringt, die an der Eintrittsseite sicht­ bar sind, wenn die zuvor befestigten Bildwandler gleich­ zeitig beleuchtet werden. Nachdem die genaue Deckung er­ zielt ist, wird der Klebstoff ultravioletten Licht aus­ gesetzt, um die Relativlage des betreffenden Bildwand­ lerplättchens zu fixieren.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist, daß die Positionierung der Plättchen erfolgen kann, ohne die photoempfindlichen Ele­ mente der Bildwandler zu aktivieren. Somit ist die Dec­ kung der Bildwandler optisch perfekt. Dies ist nicht mög­ lich bei bekannten Prismen-Aufbauten mit in Kapseln be­ findlichen Bildwandlern, deren Ausrichtung auf elektri­ sche Weise erfolgt, indem die von den einzelnen Bild­ wandlerplättchen gelieferten Bildsignaie in Deckung ge­ bracht werden (eine optische Ausrichtung ist dort wegen des lichtundurchlässigen Deckels 128 nicht durchführbar). Wenn die Bildwandler auf elektrische Weise ausgerichtet werden, hängt die Lage ihrer photoempfindlichen Stellen teilweise von der Amplitude der angelegten Eletroden- Ansteuerimpulse ab. Bei elektronischer Ausrichtung der Bildwandlerplättchen auf einem Prisma ist also die Dec­ kung abhängig von dem Pegel der während der Herstellung benutzten Bildwandler-Betriebssignale, und dieser Pegel kann anders sein als die in der zusammen gebauten Video­ kamera verwendeten Signalpegel, so daß letztere nach­ justiert werden müssen. Des weiteren sei der Fall be­ trachtet, daß nach der Herstellung ein Bildwandler in einer Videokamera ausfällt. Enthält die Kamera ein Pris­ ma, auf dem die Bildwandlerplättchen in der erfindungs­ gemäßen Weise angebracht und ausgerichtet sind, dann kann der Bildwandler-Prismen-Aufbau durch ein anderes Exemplar mit derselben Deckung ersetzt werden, so daß eine Nach­ justierung der Amplitude dir Bildwandler-Ansteuerimpulse nicht erforderlich ist. Außerdem ist die elektronische Ausrichtung recht kompliziert und erfordert geschultes Personal, während die optische Ausrichtung auf einfache­ re Weise durch automatische Einrichtungen erfolgen kann, was die Herstellungskosten reduziert.

Wenn die Austrittsseite des Prismas zu klein ist, um sowohl das Bildwandlerplättchen als auch die Leiter 326 zu tra­ gen, dann lassen sich die Vorteile der vorliegenden Er­ findung immer noch erzielen, indem man den Dünnsubstrat- Bildwandler auf einem lichtdurchlässigen Träger befestigt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Teile der Struktur, wel­ che in ihrer Funktion solchen Teilen entsprechen, die oben in Verbindung mit den Fig. 3b und 3c beschrieben wurden, sind in der Fig. 4 mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet und werden nicht noch einmal beschrieben. In der Fig. 4 ist anstelle des in den Fig. 3b und 3c ge­ zeigten Austrittsteils des Prismas ein relativ dickes, aber lichtdurchlässiges Element als Träger 412 gezeich­ net, der eine Fläche hat, die wesentlich größer als die Fläche des Bildwandlerplättchens 10 ist, so daß er das Plättchen 10, die metallisierten Leiter 326 und die Anschluß­ vorrichtungen 330 tragen kann. Der Träger 412 kann eine Glas­ platte von optischer Qualität sein. Das Bildwandlerplätt­ chen 10 wird auf dem Träger 412 mittels eines durch Ul­ traviolettstrahlung aushärtbaren Optik-Klebstoffs be­ festigt, wie es die Fig. 4 zeigt. Der Träger 412 wird dann auf einer Austrittsseite eines Prismas aufgebracht, die für sich zu klein ist, um das Bildwandler­ plättchen, die metallisierten Leiter und die Randan­ schlüsse zu tragen, und bildet dann einen Teil des Prismas. Auch hierbei kann ein durch Ultra­ violettstrahlung aushärtbarer Optik-Klebstoff gleich­ mäßig zwischen den Träger 412 und die Austrittsseite des Prismas gebracht werden und nach Positionierung des Trägers 412 ultraviolettem Licht ausgesetzt werden, um den Klebstoff zu härten und das Bildwandlerplättchen in einer festgelegten Position zu halten.

Bei einer in Fig. 5 dargestellten alternativen Ausfüh­ rungsform ist der in Fig. 4 gezeigte lichtdurchlässige Träger 412 so geformt, daß er im wesentlichen die glei­ che Gestalt wie der Träger 212 nach Fig. 2 hat. Es er­ gibt sich somit ein IC-Baustein 510 mit dem licht­ durchlässigen Träger 412, wobei der glasbeschichtete Teil des Bildwandlers 10 direkt unter Verwendung eines Optik-Klebstoffs am Boden einer Vertiefung 514 befestigt ist. Auf diese Weise ist die Bildebene des Bildwandlers 10 strukturell und thermisch stabil und liegt im wesent­ lichen parallel zum Lichteintrittsteil 516 des Bausteins 510. Der Baustein 510 wird dann an einer Austrittsseite eines Prismas in praktisch der gleichen Weise befestigt, wie es in Verbindung mit der Fig. 3a zur Befesti­ gung des Bildwandlerplättchens 10 am Prisma 310 beschrie­ ben ist. Ein Vorteil dieser Art Kapselung besteht darin, daß man zum zusammenfügen und zur Handhabung des gekapsel­ ten Bausteins die bereits dafür existierenden Maschinen nur minimal umzurüsten braucht.

Obwohl die Erfindung vorzugsweise in Verbindung mit einem Festkör­ per-Bildwandlerplättchen angewandt wird, das ein dünner gemachtes Substrat hat, kann auch ein mit relativ dickem Substrat ausgelegtes Festkörper-Bildwandlerplätt­ chen 610 hergenommen werden, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, und auf dem lichtdurchlässigen Träger 412 in praktisch der gleichen Weise,befestigt werden, wie das in Fig. 4 gezeigte Dünnsubstrat-Bildwandlerplättchen 10 befestigt wird. Der einzige Unterschied besteht darin, daß bei dem Bildwandlerplättchen 610 die Elektrodenstruk­ tur dem Träger 412 zugewandt liegen muß, weil in diesen Fall die Belichtung des Plättchens von der Gate-Seite her erfolgt. Daher wird die Verbindung der Plättchen­ elektroden mit den Leitern 326 durch körperliche Berüh­ rung (z. B. unter Druck) der Anschlußkissen des Bildwand­ lerplättchens 610 mit hochstehenden Teilen 614 der Lei­ ter 326 hergestellt. Obwohl die Bildwandlerplättchen an einer Austrittsseite des Prismas oder an einem lichtdurchlässigen Träger mittels eines Optik- Klebstoffs, befestigt werden, der gleichmäßig über die lichtempfindliche Oberfläche des Bildwandlerplättchens verteilt wird, könnte auch ein Klebstoff ohne optische Qualität benutzt werden, der jedoch nur an den Rändern des Bildwandlerplättchens aufgebracht werden dürfte. Alternativ kann man auch ohne Klebstoff arbeiten und statt dessen das Bildwandlerplättchen mechanisch am Aus­ trittsteil des Prismas festklemmen. Schließlich sei noch erwähnt, daß man natürlich auf dem licht­ durchlässigen Träger 412 oder auf dem Aus­ trittsteil 320 des Prismas auch ein Farbfiltermuster vorsehen kann, um einen Farbbildwandler zu erhalten.

Claims (3)

1. Festkörper-Bildwandleranordnung mit einem Lichtteiler­ prisma (310), das einen Lichteintritt (318) und eine Mehrzahl von Lichtaustritten (320, 322, 324) aufweist, von denen jeder eine ebene Fläche mit einem Zentralbereich zur Übertragung von auf den Eintritt gerichtetem Licht hat, und mit einer Mehrzahl von Festkörper-Bildwandlerchips, von denen jedes ein Substrat (10) aufweist, das zur Bildung eines licht­ empfindlichen Elementes selektiv dotiert ist und auf einer Seite eine Elektrodenstruktur trägt, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Austrittsfläche (320, 322, 324) ein metallisches Leitermuster (326) abgelagert ist, das sich von der Peripherie des Austritts zum Zentralbereich erstreckt,
daß jeder Festkörper-Bildwandlerchip (10) an den Zentral­ bereich je eines der Austritte angeklebt ist,
und daß zur elektrischen Verbindung der Elektrodenstruktur (329) jedes der Festkörper-Bildwandlerchips (10) mit dem auf der Oberfläche jeweils eines zugeordneten Austritts befind­ lichen Leitermusters eine Koppelanordnung (328) vorgesehen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei welcher jeder Bildwand­ lerchip ein an einem Glasstück befestigtes verdünntes Substrat enthält, wobei das Glas eine im wesentlichen gleiche Fläche wie das Substrat aufweist und mit diesem durch einen gleich­ mäßig zwischen Glas und Substrat verteilten optisch durch­ lässigen Kleber verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die der Befestigungsseite des Chip (10) gegenüberliegende Seite des Glases (412) an den Zentralbereich jeweils eines zugeordneten Prismenaustritts angeklebt ist und daß die Kop­ pelanordnung durch Drähte gebildet wird, die an Kontakt­ flächen des Chip und des metallisierten Leitermusters auf einem jeweils zugeordneten Prismenaustritt angeheftet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Peripherie der jeweiligen Prismenaustritte Kantenver­ bindungselemente (330) befestigt sind zum Anschluß einer externen Bildwandlertreiber- und Signalverarbeitungsschaltung an den Bildwandlerchip (10).