JP2016025602A - Imaging apparatus and processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体撮像素子を有する撮像装置及び撮像装置を備えた加工装置に関する。 The present invention relates to an imaging device having a solid-state imaging device and a processing apparatus including the imaging device.
従来から、例えば、電子部品等の微小部品の組立や微小物体の加工等にマイクロマニピュレータが用いられている(例えば、特許文献1参照)。マイクロマニピュレータとしては、例えば、先端部に微小物体に処理を施すためのレーザカッタやレーザマーカ等を有するものや、先端部に微小コンデンサ等の電子部品を吸着する吸着ノズルを備える真空ピンセット等がある。また、これらのマイクロマニピュレータは、自動的に微小部品や微小物体等の対象物に対して処理を行うために、XYZの三軸方向に移動可能な駆動機構等に取り付けられる。 Conventionally, for example, a micromanipulator has been used for assembling a minute part such as an electronic part or processing a minute object (for example, see Patent Document 1). Examples of the micromanipulator include those having a laser cutter or a laser marker for processing a minute object at the tip, and vacuum tweezers equipped with a suction nozzle for sucking an electronic component such as a minute capacitor at the tip. These micromanipulators are attached to a drive mechanism or the like that can be moved in three XYZ directions in order to automatically perform processing on an object such as a minute component or minute object.
例えば、真空ピンセットを用いて、パーツラック上に載置された微小コンデンサを移動させて組み立てるような場合には、まず真空ピンセットにより微小コンデンサを吸引吸着し、持ち上げる。次に、微小コンデンサが組み立てラック上に載置された半製品の直上に来るように、駆動機構によって真空ピンセットを移動させる。そして、微小コンデンサの位置及び姿勢が目標の位置及び姿勢になるように、真空ピンセットの位置及び姿勢を調整し、真空ピンセットを下降させ、微小コンデンサを目標の位置に設置する。 For example, when using a vacuum tweezers to move and assemble a micro capacitor placed on a parts rack, the micro capacitor is first sucked and adsorbed by vacuum tweezers. Next, the vacuum tweezers are moved by the drive mechanism so that the minute capacitor comes directly above the semi-finished product placed on the assembly rack. Then, the position and posture of the vacuum tweezers are adjusted so that the position and posture of the minute capacitor become the target position and posture, the vacuum tweezers are lowered, and the minute capacitor is installed at the target position.
通常、このような操作を行う際、位置決めのための測定には、ビデオカメラ等が用いられる。例えば、透明なパーツラックの表面に互いに直交する黒い線からなるメッシュを備えておき、ビデオカメラで下方から微小コンデンサ等の微小部品と真空ピンセットの先端を撮影することで、得られる画像にはメッシュも同時に写り込むので、画像処理によって真空ピンセットの先端の位置や姿勢、真空ピンセットと微小部品の相対的な位置関係を精度良く測定することができる。 Usually, when such an operation is performed, a video camera or the like is used for measurement for positioning. For example, a mesh consisting of black lines perpendicular to each other is provided on the surface of a transparent parts rack, and a video camera captures the microparts such as microcapacitors and the tip of vacuum tweezers from below, and the resulting image contains a mesh Are also captured at the same time, it is possible to accurately measure the position and orientation of the tip of the vacuum tweezers and the relative positional relationship between the vacuum tweezers and the minute parts by image processing.
一方、組み立てラック上の半製品は不透明なので、画像処理による位置決めのための画像の取得は、斜め上方に配置された複数のカメラにより行われる。そのため、パーツラックからの微小部品の取り出し時に比べると、設置時の精度が下がる。このような影響は、部品のサイズが小さい程大きくなる。 On the other hand, since the semi-finished product on the assembly rack is opaque, acquisition of an image for positioning by image processing is performed by a plurality of cameras arranged obliquely above. For this reason, the accuracy at the time of installation is lower than that at the time of taking out the minute parts from the parts rack. Such an effect increases as the size of the component decreases.
このように、微小な対象物の姿勢をカメラでモニタリングしつつ、マニピュレーとすることが必要な技術は、上記の微小部品の組立の他にも、顕微鏡下での試料のサンプリング等といった様々なものがある。また、微細な対象物を加工する場合や測定する場合にも、画像処理により高精度で位置決めや姿勢制御を行う技術が役立つ。このような技術により、例えば、宝飾品の微細加工や、非常に局所的な温度測定等をより高い精度で、より効率的に行うことができる。特に、これらの工程の一部をロボット技術の援用により行う場合や、真空中や有害ガス中での遠隔微細工程の場合等においては不可欠な技術である。 As described above, various techniques, such as sampling of a sample under a microscope, are necessary in addition to assembling the above-mentioned micro parts, while monitoring the attitude of a minute object with a camera and making it a manipulator. There is. In addition, a technique for performing positioning and posture control with high accuracy by image processing is also useful when processing or measuring a fine object. With such a technique, for example, fine processing of jewelry, very local temperature measurement, and the like can be performed more efficiently with higher accuracy. In particular, it is an indispensable technique when some of these processes are performed with the aid of robot technology, or in the case of a remote fine process in a vacuum or harmful gas.
一方、撮像素子としては、高機能化の技術の例として、画素単位もしくは画素群単位で機能性回路を組み入れた機能性撮像素子がある(例えば、特許文献2参照)。特に、撮像素子チップと画像情報処理チップを別のチップ上に作り、接合して一体化した3次元接合素子は、撮像素子の面積を広げることなく、高機能化することができる。また、撮像素子の上に画素又は画素グループ単位で様々な種類の光学フィルタ、シンチレータ、マイクロレンズ等を設けた高機能素子も開発されている。 On the other hand, as an image sensor, there is a functional image sensor in which a functional circuit is incorporated in a pixel unit or a pixel group unit as an example of a highly functional technique (see, for example, Patent Document 2). In particular, a three-dimensional junction element in which an imaging element chip and an image information processing chip are formed on different chips and bonded and integrated can be enhanced in function without increasing the area of the imaging element. In addition, high-performance elements in which various types of optical filters, scintillators, microlenses, and the like are provided on the image sensor in units of pixels or pixel groups have been developed.
また、撮像素子の受光面上に多数のレンズを載せた複眼カメラも開発されている(例えば、特許文献3参照)。複眼カメラでは、1個のレンズと、その下の複数の画素の組が1個の要素カメラとなり、多数の要素カメラから得られる多数の画像を画像処理することにより、1枚の画像を作ることができる。尚、1個の撮像素子に1個のレンズを載せた光学系の方が解像力は高いが、複眼カメラでは、画素サイズが小さい撮像素子を使用し、レンズをマイクロレンズにして光学系と撮像素子を一体化することにより、極めてコンパクトなカメラにすることができる。また、レンズや光学フィルタの種類を変えることで、距離測定等を同時に行うこともできる。特許文献3では、要素カメラを曲面上に配置した例も開示されており、可撓性IC材料を用いることにより、曲面の複眼カメラを作ることもできる。
In addition, a compound eye camera in which a large number of lenses are mounted on the light receiving surface of an image sensor has been developed (see, for example, Patent Document 3). In a compound eye camera, a group of one lens and a plurality of pixels below it becomes one element camera, and a single image is created by performing image processing on a large number of images obtained from a large number of element cameras. Can do. An optical system in which one lens is mounted on one image sensor has a higher resolving power. However, in a compound eye camera, an image sensor having a small pixel size is used, and the lens is used as a microlens to form the optical system and the image sensor. By integrating the, the camera can be made extremely compact. Moreover, distance measurement etc. can also be performed simultaneously by changing the kind of lens or optical filter.
また、撮像素子としては、チップの電極等が配置された表面とは反対側の裏面から光を入射させる裏面照射型撮像素子が知られている(例えば、特許文献4参照)。この裏面照射型撮像素子では、各画素の光電変換素子がチップの裏面側に設けられ、A/D変換器や信号蓄積部のような信号電荷に何らかの処理を行う回路がチップの表面側に設けられるため、光を効率良く入射させることができ、感度を向上化させることができる。 As an image sensor, a back-illuminated image sensor is known in which light is incident from the back surface opposite to the surface on which the chip electrodes and the like are arranged (see, for example, Patent Document 4). In this backside illuminating type imaging device, the photoelectric conversion element of each pixel is provided on the back side of the chip, and a circuit for performing some processing on signal charges such as an A / D converter and a signal storage unit is provided on the front side of the chip. Therefore, light can be efficiently incident and sensitivity can be improved.
特許文献1のように微小部品等に対してマニピュレータにより処理を行うような装置では、位置決めや姿勢制御を高精度で行うことが求められており、位置や姿勢の測定精度を向上させるには、カメラをマニピュレータの先端にできるだけ近い位置に設置することが望ましい。
In an apparatus that performs processing on a minute part or the like with a manipulator as in
しかしながら、この場合には、微小部品等の対象物を撮影する際に、マニピュレータが邪魔になってカメラの撮影範囲が限定される虞がある。また、マニピュレータにカメラを取り付けた場合には、カメラが邪魔になり、マニピュレータの可動範囲が制限されると共に、質量が大きくなるため、マニピュレータの運動性能を低下させる虞がある。 However, in this case, when shooting an object such as a minute part, the manipulator may be in the way and the shooting range of the camera may be limited. Further, when the camera is attached to the manipulator, the camera becomes an obstacle, the movable range of the manipulator is limited, and the mass is increased, so that there is a possibility that the manipulator's motion performance is lowered.
そこで、マニピュレータの周囲に、複数の小さなカメラを取り付けることが考えられるが、マニピュレータに複数のカメラを取り付けた場合には、装置が複雑化され、操作性が著しく低下する。また、各カメラを小さくするために、レンズと撮像素子を一体化した複数の複眼カメラをマニピュレータの周囲に取り付けることも考えられる。しかしながら、従来の通常の撮像素子チップは、長方形であるので、できる限り死角をなくすためには、マニピュレータの周囲に4個の撮像素子を配置する必要があるため、撮像素子の配線数が多くなり、マニピュレータの操作性を著しく損なう虞がある。また、小さいマニピュレータの場合には、周囲に多くの配線を配置することは技術的にも困難である。また、マニピュレータの断面形状によっては、複数の撮像素子を周囲に適切に配置できない場合もある。 Therefore, it is conceivable to attach a plurality of small cameras around the manipulator. However, when a plurality of cameras are attached to the manipulator, the apparatus becomes complicated and the operability is significantly reduced. In order to reduce the size of each camera, it may be possible to attach a plurality of compound-eye cameras each having a lens and an image sensor integrated around the manipulator. However, since the conventional normal image sensor chip is rectangular, in order to eliminate blind spots as much as possible, it is necessary to arrange four image sensors around the manipulator, which increases the number of wires of the image sensor. There is a possibility that the operability of the manipulator may be significantly impaired. In the case of a small manipulator, it is technically difficult to arrange a large number of wires around the manipulator. In addition, depending on the cross-sectional shape of the manipulator, a plurality of image sensors may not be appropriately arranged around.
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、微細なマニピュレータ等に操作性を損ねることなく、取り付けることができ、対象物を適切に撮像することができる撮像装置及びこの撮像装置を備えた加工装置を提供すること目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and can be attached to a fine manipulator or the like without impairing operability, and an imaging apparatus capable of appropriately imaging an object and the imaging apparatus It is an object of the present invention to provide a processing apparatus including an imaging device.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の撮像装置は、入射光を光電変換して信号電荷を生成する光電変換素子が配置された複数の画素が二次元状に配列された固体撮像素子を有する撮像装置であって、前記撮像装置の略中央部に表面から裏面まで貫通する貫通孔が設けられていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the imaging apparatus according to
請求項2に記載の撮像装置は、前記固体撮像素子が、複数の前記画素に対して入射光を集光させるマイクロレンズを複数備えていることを特徴としている。
The imaging device according to
請求項3に記載の撮像装置は、入射光を光電変換して信号電荷を生成する光電変換素子が配置された複数の画素が二次元状に配列された一対の固体撮像素子を有しており、前記一対の固体撮像素子は、それぞれ凹部が設けられており、前記それぞれの凹部が対向するように前記一対の固体撮像素子が配置されることにより、前記貫通孔が形成されていることを特徴とする。
The imaging apparatus according to
請求項4に記載の撮像装置は、前記固体撮像素子が、発光素子を備えていることを特徴としている。
The imaging apparatus according to
請求項5に記載の撮像装置は、前記固体撮像素子が、裏面照射型の固体撮像素子であることを特徴としている。
The imaging apparatus according to
請求項6に記載の加工装置は、請求項1乃至5のいずれかに記載の撮像装置を備えた加工装置であって、対象物を加工するための加工手段が前記貫通孔を通るように前記撮像装置が配置されていることを特徴としている。ここで、加工手段とは、対象物に対して加工を行うためのマニピュレータのような物体だけでなく、対象物に対して何らかの処理を行うためのレーザー、空気等、気体や流体も含むものである。 A processing device according to a sixth aspect is a processing device including the imaging device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the processing means for processing an object passes through the through hole. An imaging device is arranged. Here, the processing means includes not only an object such as a manipulator for processing an object but also a gas or a fluid such as a laser or air for performing some processing on the object.
請求項1に記載の撮像装置によれば、入射光を光電変換して信号電荷を生成する光電変換素子が配置された複数の画素が二次元状に配列された固体撮像素子を有する撮像装置の略中央部に表面から裏面まで貫通する貫通孔を設けているので、この貫通孔に微細なマニピュレータ等を挿通させて取り付けることでき、配線数が増えたり、質量が大きくなることを抑制し、操作性が損なわれることを防止することができる。また、貫通孔に微細なマニピュレータ等を挿通させて取り付けることにより、死角が生じることを抑制することができ、対象物を適切に撮像することができる。
According to the imaging apparatus of
請求項2に記載の撮像装置によれば、複数の画素に対して入射光を集光させるマイクロレンズを複数備えているので、入射光を集光させつつ小型化を図ることができ、より操作性を損ねることなく、微小なマニピュレータ等に対しても適切に取り付けることができる。 According to the imaging device of the second aspect, since a plurality of microlenses that collect incident light with respect to a plurality of pixels are provided, it is possible to reduce the size while collecting incident light, and to operate more easily. It can be appropriately attached to a minute manipulator or the like without impairing the performance.
請求項3に記載の撮像装置によれば、入射光を光電変換して信号電荷を生成する光電変換素子が配置された複数の画素が二次元状に配列された一対の固体撮像素子には、それぞれ凹部が設けられており、それぞれの凹部が対向するように一対の固体撮像素子を配置することによって、貫通孔を形成しているので、この貫通孔に微細なマニピュレータ等を挿通させて取り付けることでき、配線数が増えたり、質量が大きくなることを抑制し、操作性が損なわれることを防止することができる。また、貫通孔に微細なマニピュレータ等を挿通させて取り付けることにより、死角が生じることを抑制することができ、対象物を適切に撮像することができる。
According to the imaging device of
請求項4に記載の撮像装置によれば、固体撮像素子は、発光素子を備えているので、外部に光源を設けることなく、対象物を適切に照らして撮像することができる。従って、外部に光源を設けることが難しい微細なマニピュレータ等に効果的に取り付けることができる。 According to the imaging device of the fourth aspect, since the solid-state imaging device includes the light emitting element, it is possible to capture an image of a target object appropriately without providing a light source outside. Therefore, it can be effectively attached to a fine manipulator or the like where it is difficult to provide a light source outside.
請求項5に記載の撮像装置によれば、固体撮像素子は、裏面照射型の固体撮像素子であるので、光を効率良く入射させることができ、感度を向上化させることができる。 According to the imaging device of the fifth aspect, since the solid-state imaging device is a back-illuminated solid-state imaging device, light can be efficiently incident and sensitivity can be improved.
請求項6に記載の加工装置によれば、対象物を加工するための加工手段が貫通孔を通るように撮像装置が配置されているので、対象物を適切に撮像することができ、得られた画像を用いて対象物を精度良く加工することができる。 According to the processing apparatus of the sixth aspect, since the imaging device is arranged so that the processing means for processing the object passes through the through-hole, the object can be appropriately imaged and obtained. The object can be processed with high accuracy using the obtained image.
以下、本発明に係る撮像装置の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本発明に係る撮像装置1は、図1に示すように、半導体基板上に複数の画素3が行方向と列方向に二次元状に配列された固体撮像素子2を有するものであり、中央部に表面から裏面まで貫通する貫通孔4が設けられている。尚、本実施形態では、固体撮像素子2は、いわゆるCMOS型の固体撮像素子2を示しているが、CCD型等の他の固体撮像素子であっても良い。また、図1では、説明の便宜のために、固体撮像素子2は、画素3が8行×8列の二次元のマトリクス状に配列され、中央部に4画素分の正方形状の貫通孔4が形成されている例を示しているが、画素3の数は要求される解像度等に応じて複数配列されるものであり、特に限定されるものではない。また、図1では、説明の便宜のため、後述するマイクロレンズ10等の光学系及び一部の配線は省略して図示している。
Hereinafter, embodiments of an imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, an
固体撮像素子2は、図1に示すように、二次元状に配列される複数の画素3、行選択回路5(5a〜5d)、信号蓄積回路6(6a〜6d)、列選択回路7(7a〜7d)、出力アンプ11、出力回路12等を備えている。また、固体撮像素子2は、図2に示すように、複数の画素3に対応してマイクロレンズ10が複数配置されている。マイクロレンズ10は、光の入射側に配置されており、当該マイクロレンズ10に入射した光が複数の画素3上に集光するように構成されている。尚、マイクロレンズ10に入射した光が他の画素3へ漏れ込むことを防止するために、各マイクロレンズ10に対応する複数の画素3毎に隔壁を設けるようにしても良い。
As shown in FIG. 1, the solid-
それぞれの画素3は、図3に示すように、フォトダイオード(光電変換素子)13と、リセットトランジスタ14と、増幅トランジスタ15と、選択トランジスタ16等を有している。フォトダイオード13は、入射光の光量に応じて、光電変換により信号電荷を生成し、生成した信号電荷を蓄積する。
As shown in FIG. 3, each
リセットトランジスタ14は、フォトダイオード13の信号電荷を初期化するためのものであって、ゲートが行毎にリセット信号を供給するリセット線17に共通に接続され、ソースがフォトダイオード13に接続され、ドレインが電源電圧VDDを供給する電源線18に接続されている。従って、リセットトランジスタ14では、リセット線17を介してゲートに制御信号であるリセット信号が供給されることにより、フォトダイオード13の電圧がリセットされ、信号電荷が初期化される。
The
増幅トランジスタ15は、フォトダイオード13に蓄積された信号電荷を増幅するためのものであって、ゲートがフォトダイオード13に接続され、ソースが選択トランジスタ16のドレインに接続され、ドレインが電源線18に接続されている。従って、増幅トランジスタ15では、フォトダイオード13に蓄積された信号電荷の量に応じてオン状態が変化する。
The
選択トランジスタ16は、増幅トランジスタ15によって増幅された信号を出力するためのものであって、ゲートが行毎に設けられた行選択線8に接続され、ソースが列毎に設けられた垂直信号線9に接続されている。従って、選択トランジスタ16では、行選択線8を介してゲートに制御信号である選択信号が供給されることにより、選択トランジスタ16がオンされる。これにより、増幅トランジスタ15によって増幅された信号が選択トランジスタ16を介して垂直信号線9に出力される。
The
本実施形態に係る固体撮像素子2では、図1に示すように、画素領域を中央で縦横に分割した4つの画素ユニット20a〜20dに対応するように4つの行選択回路5(5a〜5d)、4つの信号蓄積回路6(6a〜6d)、列選択回路7(7a〜7d)が設けられている。
In the solid-
それぞれの行選択回路5は、行選択線8が行毎に接続されており、タイミング制御部等を有し、行選択回路5や列選択回路6等の動作を制御する機能を有する不図示の制御回路からの指示に基づいて、行選択線8に選択信号を順次出力する。これにより、固体撮像素子2では、行選択回路5によって、画素3からの蓄積電荷の読み出しを行単位で実行する。
Each
信号蓄積回路6は、各垂直信号線9に接続されており、行選択回路5によって選択された画素3から垂直信号線9を介して出力される信号を一時的に蓄積する。また、列選択回路7は、マルチプレクサ等を有しており、信号蓄積回路6に蓄積されている電気信号を列単位で出力アンプ11を介して出力回路12へ順次出力する。出力回路12は、A/D変換部等を有しており、信号蓄積回路6からの電気信号を画像信号として画像処理部19へ順次出力する。画像処理部19では、所定のアルゴリズムに基づいて、得られた画素信号を画像処理して画像データを構成する。固体撮像素子2では、このように行選択回路5によって、1行の読み出し処理が完了すると次の行が選択され、上記の処理が繰り返される。そして、4つ全ての画素ユニット20a〜20dで、全ての行の処理が完了することにより、画像データの出力が完了する。尚、画像処理部19をオンチップ化するように構成しても良い。
The
本発明に係る撮像装置1では、中央に貫通孔4が形成されており、固体撮像素子2の中央には画素3が存在しない。そのため、例えば、図1中の左下側に位置する画素ユニット20cの各画素3を読み出す場合において、行選択回路5cで行選択線8aが選択された際には、垂直信号線9aの部分には貫通孔4が設けられており、画素3が存在しないため、垂直信号線9aを介して信号を読み出すことができない(空読みされる)が、この信号の出ない部分(画素3が存在しない部分)は分かっており、信号が出力される順番も分かっているので、画像処理部19によって最終的な信号を再構成することで画像データを得ることができる。尚、図1に示す固体撮像素子2に設けられる回路構成等は、一例であり、適宜変更しても良い。
In the
また、貫通孔4の大きさは、特に限定されるものではなく、当該貫通孔4内を挿通させる物に応じて適宜設定されるものであるが、少なくとも画素サイズより大きく形成される。この貫通孔4を形成する方法としては、例えば、貫通孔4を形成する部分以外の基板上に、画素3を二次元状に配列するように構成し、画素3が配列されていない中央部の基板に対してエッチング処理等を施すことにより、除去するようにすれば良い。尚、貫通孔4の形成方法は、これに限定されるものではなく、レーザー等によって、中央部を切断することにより形成しても良い。
Further, the size of the through
また、固体撮像素子2は、各種の回路を有さないチップの裏面側に、各画素3のフォトダイオード13を設けて、裏面から光を入射させる裏面照射型の撮像素子として構成しても良い。固体撮像素子2が裏面照射型撮像素子の場合には、厚さを数十μm程度に薄くすることができるので、貫通孔4を形成し易くすることができる。
Further, the solid-
また、固体撮像素子2の形状は、図1に示すように、略正方形状に限定されるものではなく、例えば、図4及び図5に示すように、多角形状(図4では略八角形状)の固体撮像素子2aや円状の固体撮像素子2bであっても良い。図4に示すように、略八角形状の固体撮像素子2aの場合には、八角形の斜辺に当たるハッチングを施している画素3aより外側には、画素が存在しないため、貫通孔4と同様に信号が読み出されない(空読みされる)が、信号が出てくる順番は分かっているので、画像処理部19によって最終的な信号を再構成することで画像データを得ることができる。尚、図4では、説明の便宜のため、周辺回路は省略して図示している。
Further, the shape of the solid-
また、図5に示すように、略扇形状の画素3bが円周方向に複数配列されてなるトラック状の画素領域が同心円状に複数配列されている略円状の固体撮像素子2bの場合には、例えば、最も内側のトラック状の画素領域の内側に略円状の行選択回路5eと、最も外側のトラック状の画素領域の外側に略円状の列選択回路7eとを備えるようにする。尚、図5では、他の回路等は省略して図示している。行選択回路5eは、円周状に並んで配列される複数の画素3bに共有される行選択線8eがトラック毎に接続されている。また、列選択回路7eは、径方向に並んで配列される複数の画素3bに共有される垂直信号線9eが円周方向に隣り合う画素領域毎に接続されている。このような固体撮像素子2bでは、不図示の制御回路からの指示に基づいて、行選択線8eに選択信号を順次出力する。これにより、固体撮像素子2bでは、行選択回路5eによって、画素3bからの蓄積電荷の読み出しをトラック単位で実行する。また、固体撮像素子2の中央に形成される貫通孔4の形状も特に限定されるものではなく、当該貫通孔4内を挿通させる物の形状等に応じて適宜設定されれば良く、図5に示すように、固体撮像素子2bの中央に円状や多角形状の貫通孔4を形成するようにしても良い。
Further, as shown in FIG. 5, in the case of a substantially circular solid-
また、図5に示すように、固体撮像素子2bの基板上に発光素子21を設けるようにしても良い。発光素子21としては、例えば、LED(Light Emitting Diode)等を用いることができる。また、固体撮像素子2は、画素3単位又は複数の画素3単位で従来公知の各種の機能性回路を設けることにより機能性撮像素子として構成しても良い。また、固体撮像素子2を可撓性を有するフレキシブル基板に実装することにより、曲面状に構成するようにしても良い。
Further, as shown in FIG. 5, the
本実施形態に係る撮像装置1では、図1,4,5に示すように、1つの固体撮像素子2を有する例を示しているが、図6に示すように、それぞれ凹部22が設けられた一対の固体撮像素子2cを有するように構成しても良い。一対の固体撮像素子2cは、図6に示すように、それぞれ略L字状に形成されており、凹部22がそれぞれ対向するように、配置されて接合されることにより、図1に示すような全体の形状が略正方形状で中央に略正方形状の貫通孔4が設けられた撮像装置を構成することができる。尚、図6では、一対の固体撮像素子2cのそれぞれの形状を説明するために、一対の固体撮像素子2c間に隙間を設けて図示している。また、一対の固体撮像素子2cの形状は、これに限定されるものではなく、凹部が対向するように配置されることで、略中央に貫通孔が形成される形状であれば良く、例えば、一対の略円弧状の固体撮像素子2bを内周側に形成されるそれぞれの凹部を対向させるように配置し接合させることにより、図5に示すような略円状の撮像装置を形成しても良い。
In the
図7は、不図示の電子部品等の微小部品(対象物)を吸着して所定の位置に移動させるための加工装置のマイクロマニピュレータである真空ピンセット(加工手段)23の先端付近に撮像装置1を取り付けた例を概略的に示すものである。この真空ピンセット23は、詳しくは図示しないが、先端部で微小部品を吸着して所定の位置に移動させるために、XYZの三軸方向に移動可能な駆動機構に取り付けられている。
FIG. 7 shows the
撮像装置1は、図7に示すように、例えば、固体撮像素子2のチップにバンプを付けて、ケーシング24の先端側に押し付けられて固定される。このケーシング24は、詳しくは図示しないが、中央が円筒状の空洞になっており、真空ピンセット23を挿通させた状態で真空ピンセット23の外周に取り付けることができるようになっている。また、固体撮像素子2の各種の配線は、ケーシング24内を通るように構成されている。このように撮像装置1を真空ピンセット23の先端付近にケーシング24を介して取り付けることにより、対象物を確実に撮像することができ、操作性を損ねることなく、加工装置の精度を向上させることができる。尚、真空ピンセット23に取り付けられるケーシング24の形状は、これに限定されるものではなく、固体撮像素子2を備えた状態で、真空ピンセット23の先端付近に取り付けることができるものであれば良い。
As shown in FIG. 7, for example, the
また、図7では、撮像装置1を取り付けられるマニピュレータとして、真空ピンセット23を例に示しているが、貫通孔4に挿通させるマニピュレータは、これに限定されるものではなく、その他の従来公知のものに取り付けることも可能である。また、貫通孔4内に対象物に対して加工を行うためのレーザーや空気等、気体や流体を挿通させるように撮像装置1を配置しても良い。
In FIG. 7, the vacuum tweezers 23 are shown as an example of the manipulator to which the
また、図8に示すように、略正方形状の固体撮像素子2を備える撮像装置1を、この撮像装置1の寸法よりも大きな径の取り付け領域を有するケーシング24の先端側に取り付け、撮像装置1の周囲に照明手段25a、25bを配置するようにしても良い。尚、図8では、同一波長の照明手段25aを対向するように配置し、照明手段25aと波長の異なる照明手段25bをその間に配置している。
Further, as shown in FIG. 8, the
尚、本発明の実施の形態は上述の形態に限るものではなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the scope of the idea of the present invention.
1 撮像装置
2〜2c 固体撮像素子
3 画素
4 貫通孔
10 マイクロレンズ
13 フォトダイオード(光電変換素子)
21 発光素子
22 凹部
23 真空ピンセット(加工手段)
24 ケーシング
DESCRIPTION OF
21
24 casing
Claims (6)
前記撮像装置の略中央部に表面から裏面まで貫通する貫通孔が設けられていることを特徴とする撮像装置。 An imaging apparatus having a solid-state imaging device in which a plurality of pixels in which photoelectric conversion elements for photoelectrically converting incident light to generate signal charges are arranged are arranged two-dimensionally,
An imaging device, wherein a through-hole penetrating from the front surface to the back surface is provided in a substantially central portion of the imaging device.
前記一対の固体撮像素子は、それぞれ凹部が設けられており、前記それぞれの凹部が対向するように前記一対の固体撮像素子が配置されることにより、前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 The imaging apparatus has a pair of solid-state imaging elements in which a plurality of pixels in which photoelectric conversion elements that generate signal charges by photoelectrically converting incident light are arranged are two-dimensionally arranged,
Each of the pair of solid-state imaging devices is provided with a recess, and the through-hole is formed by arranging the pair of solid-state imaging devices so that the respective recesses face each other. The imaging apparatus according to claim 1 or 2.
対象物を加工するための加工手段が前記貫通孔を通るように前記撮像装置が配置されていることを特徴とする加工装置。 A processing apparatus comprising the imaging device according to claim 1,
The processing apparatus, wherein the imaging device is arranged so that processing means for processing an object passes through the through hole.
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