JP2809133B2 - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 21
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 19
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 19
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Landscapes
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種カメラ、光学測定
器等の光学機器に用いる像検出用光電変換素子を樹脂で
パッケージ化した固体撮像素子に関する。
器等の光学機器に用いる像検出用光電変換素子を樹脂で
パッケージ化した固体撮像素子に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】焦点検出装置に用いる従来
の固体撮像素子として、光電変換素子を透明な合成樹脂
材で封止し、その光入射面をガラス板で覆ったものが知
られている。ガラス板を用いずに透明樹脂材をそのまま
素子表面とすると、樹脂は一般に静電気を帯びやすく、
素子表面である光入射面に塵埃が付着し、正しい像情報
の検出を妨げ焦点検出誤差を招くという問題点がある。
そこで、防塵対策として素子表面にガラス板が貼着され
ている。静電気を帯びにくくする添加物を樹脂に添加す
ることも考えられるが、光の透過率が低下してしまい、
この種の封止パッケージには使用できない。
の固体撮像素子として、光電変換素子を透明な合成樹脂
材で封止し、その光入射面をガラス板で覆ったものが知
られている。ガラス板を用いずに透明樹脂材をそのまま
素子表面とすると、樹脂は一般に静電気を帯びやすく、
素子表面である光入射面に塵埃が付着し、正しい像情報
の検出を妨げ焦点検出誤差を招くという問題点がある。
そこで、防塵対策として素子表面にガラス板が貼着され
ている。静電気を帯びにくくする添加物を樹脂に添加す
ることも考えられるが、光の透過率が低下してしまい、
この種の封止パッケージには使用できない。
【０００３】このため、素子表面にガラス板を備えた従
来の固体撮像素子においては、ガラスの材料費、ならび
にガラスを貼る工作費のため製造費が高くなるという問
題点があった。
来の固体撮像素子においては、ガラスの材料費、ならび
にガラスを貼る工作費のため製造費が高くなるという問
題点があった。
【０００４】本発明の目的は、樹脂パッケージ表面にガ
ラス板を設けることなく光入射面に付着する塵埃の影響
を抑制するようにした固体撮像素子を提供することにあ
る。
ラス板を設けることなく光入射面に付着する塵埃の影響
を抑制するようにした固体撮像素子を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像素
子は、光透過性の樹脂で光電変換素子をパッケージ封止
してパッケージの光入射表面は樹脂面のままとし、光電
変換素子の受光面と樹脂パッケージ入射面との距離を次
式のように定めるものである。 １５ｐ≦｛ｅ／（ ｌ−ｅ）｝ｇ
子は、光透過性の樹脂で光電変換素子をパッケージ封止
してパッケージの光入射表面は樹脂面のままとし、光電
変換素子の受光面と樹脂パッケージ入射面との距離を次
式のように定めるものである。 １５ｐ≦｛ｅ／（ ｌ−ｅ）｝ｇ
【０００６】ここで、ｇは、光電変換素子の画素並び方
向における焦点検出光学系の射出瞳寸法、ｌは、射出瞳
と上記受光面との空気換算光路長、ｐは、光電変換素子
の画素ピッチ、ｅは、パッケージ入射表面と光電変換素
子の受光面との空気換算光路長である。
向における焦点検出光学系の射出瞳寸法、ｌは、射出瞳
と上記受光面との空気換算光路長、ｐは、光電変換素子
の画素ピッチ、ｅは、パッケージ入射表面と光電変換素
子の受光面との空気換算光路長である。
【０００７】
【作用】パッケージの光入射面に塵埃が付着しても、そ
の像は光電変換素子の受光面上でボケるから、焦点検出
精度に影響を与えない。
の像は光電変換素子の受光面上でボケるから、焦点検出
精度に影響を与えない。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明をいわゆる位相差検出方式の
焦点検出装置に適用した場合の一例を示している。ここ
で、焦点検出装置ＡＦＤは、コンデンサレンズ１１と、
分割瞳マスク１２と、セパレータレンズ１３ａ，１３ｂ
とから成る周知の焦点検出光学系を有し、この光学系に
より固体撮像素子１４内に樹脂で封止された光電変換素
子１５ａ，１５ｂ（例えばＣＣＤラインセンサ）の受光
面上に一対の被写体２次像が形成される。そして、予定
した焦点検出面１０と実際の結像面との変位を光電変換
素子１５ａ，１５ｂ上の一対の像のずれ量から求める。
焦点検出装置に適用した場合の一例を示している。ここ
で、焦点検出装置ＡＦＤは、コンデンサレンズ１１と、
分割瞳マスク１２と、セパレータレンズ１３ａ，１３ｂ
とから成る周知の焦点検出光学系を有し、この光学系に
より固体撮像素子１４内に樹脂で封止された光電変換素
子１５ａ，１５ｂ（例えばＣＣＤラインセンサ）の受光
面上に一対の被写体２次像が形成される。そして、予定
した焦点検出面１０と実際の結像面との変位を光電変換
素子１５ａ，１５ｂ上の一対の像のずれ量から求める。
【０００９】本発明に係る固体撮像素子においては、光
電変換素子１５ａ，１５ｂを封止する樹脂パッケージの
光入射面は樹脂面とされている。
電変換素子１５ａ，１５ｂを封止する樹脂パッケージの
光入射面は樹脂面とされている。
【００１０】次に、図１と共通の記号を配して模式的に
表した図２を用いて検出原理を説明する。
表した図２を用いて検出原理を説明する。
【００１１】焦点検出装置ＡＤＦは対物レンズ２１の後
方でＣＣＤラインセンサ１５ａ，１５ｂの受光面が焦点
検出面１０と共役になるように配置される。対物レンズ
２１を通った光は次にコンデンサレンズ１１を通り、さ
らにその中の分割瞳マスク１２にあいた二つの開口を透
過した部分が各々セパレータレンズ１３ａまたは１３ｂ
を介して固体撮像素子１４のラインセンサ１５ａ又は１
５ｂに達する。
方でＣＣＤラインセンサ１５ａ，１５ｂの受光面が焦点
検出面１０と共役になるように配置される。対物レンズ
２１を通った光は次にコンデンサレンズ１１を通り、さ
らにその中の分割瞳マスク１２にあいた二つの開口を透
過した部分が各々セパレータレンズ１３ａまたは１３ｂ
を介して固体撮像素子１４のラインセンサ１５ａ又は１
５ｂに達する。
【００１２】対物レンズ２１による像が正しく焦点検出
面１０に結んでいる場合は、すなわち合焦している場合
はラインセンサ１５ａと１５ｂの受光面上にも２次像が
正しく結像する。このとき、ラインセンサ１５ａと１５
ｂ上の一対の２次像の間隔は所定の値となる。
面１０に結んでいる場合は、すなわち合焦している場合
はラインセンサ１５ａと１５ｂの受光面上にも２次像が
正しく結像する。このとき、ラインセンサ１５ａと１５
ｂ上の一対の２次像の間隔は所定の値となる。
【００１３】一方、対物レンズ２１による焦点検出面１
０上の像がぼやけている場合は２次像もぼけるととも
に、ラインセンサ１５ａと１５ｂ上の一対の２次像の間
隔も変化する。すなわち、図３（ａ）〜（ｃ）はライン
センサ１５ａ，１５ｂからそれぞれ得られる光電変換信
号をＡ，Ｂで表しており、合焦時は（ａ）に示すよう
に、Ａ，Ｂの信号波形はほぼ一致し、前ピン時および後
ピン時には信号Ａ，Ｂの波形の間隔が同図上において狭
くなったり広くなったりする方向にずれる。したがっ
て、このようなラインセンサ１５ａ，１５ｂからの一対
の光電変換信号をマイクロコンピュータに取り込んで演
算することにより２次像間隔を求め、焦点ずれ量を検出
することができる。
０上の像がぼやけている場合は２次像もぼけるととも
に、ラインセンサ１５ａと１５ｂ上の一対の２次像の間
隔も変化する。すなわち、図３（ａ）〜（ｃ）はライン
センサ１５ａ，１５ｂからそれぞれ得られる光電変換信
号をＡ，Ｂで表しており、合焦時は（ａ）に示すよう
に、Ａ，Ｂの信号波形はほぼ一致し、前ピン時および後
ピン時には信号Ａ，Ｂの波形の間隔が同図上において狭
くなったり広くなったりする方向にずれる。したがっ
て、このようなラインセンサ１５ａ，１５ｂからの一対
の光電変換信号をマイクロコンピュータに取り込んで演
算することにより２次像間隔を求め、焦点ずれ量を検出
することができる。
【００１４】ここで固体撮像素子１４の光入射面に小さ
な埃が付着してラインセンサ１５ａに注ぐ光束が遮られ
た場合を考える。埃の位置がラインセンサ１５ａの受光
面に近いと、すなわち固体撮像素子１４の光入射面とラ
インセンサ受光面との距離が小さいとその影響は大きく
図４（ａ）〜（ｃ）のような出力となり、２次像間隔を
正しく求めるのは困難となる。しかし、もし埃の位置が
遠ければ埃の影はぼけるのでその影響は小さくなる。こ
の間の事情を図５を用いて説明する。
な埃が付着してラインセンサ１５ａに注ぐ光束が遮られ
た場合を考える。埃の位置がラインセンサ１５ａの受光
面に近いと、すなわち固体撮像素子１４の光入射面とラ
インセンサ受光面との距離が小さいとその影響は大きく
図４（ａ）〜（ｃ）のような出力となり、２次像間隔を
正しく求めるのは困難となる。しかし、もし埃の位置が
遠ければ埃の影はぼけるのでその影響は小さくなる。こ
の間の事情を図５を用いて説明する。
【００１５】同図において、２２は分割瞳マスク１２の
セパレータレンズ１３ａによる虚像であり、ラインセン
サ１５ａは周囲のパッケージを取り除き光学的に等価な
位置に表してある。今、微小な埃がラインセンサ１５ａ
の受光面から距離ｅだけ離れた所にあると、分割瞳の虚
像２２の開口幅（ラインセンサ１５ａの画素並び方向に
おける開口幅）をｇ、虚像２２と光電変換素子１５ａの
受光面との距離をｌ、埃のぼけた影の大きさをｍとする
と、以下の関係がある。 ｍ＝｛ｅ／（ ｌ−ｅ）｝ｇ …(１)
セパレータレンズ１３ａによる虚像であり、ラインセン
サ１５ａは周囲のパッケージを取り除き光学的に等価な
位置に表してある。今、微小な埃がラインセンサ１５ａ
の受光面から距離ｅだけ離れた所にあると、分割瞳の虚
像２２の開口幅（ラインセンサ１５ａの画素並び方向に
おける開口幅）をｇ、虚像２２と光電変換素子１５ａの
受光面との距離をｌ、埃のぼけた影の大きさをｍとする
と、以下の関係がある。 ｍ＝｛ｅ／（ ｌ−ｅ）｝ｇ …(１)
【００１６】この（１）式からわかるとおり、ｅが大き
いほど埃の影は大きくぼけ、その分薄くなるので、ライ
ンセンサ上の像に及ぼす影響は小さくなる。（１）式の
ｍをラインセンサ画素ピッチｐの１５〜２０倍以上にな
るように定めると、樹脂によく付着するいわゆるケバゴ
ミ程度の大きさの物の影響はほとんど受けない。
いほど埃の影は大きくぼけ、その分薄くなるので、ライ
ンセンサ上の像に及ぼす影響は小さくなる。（１）式の
ｍをラインセンサ画素ピッチｐの１５〜２０倍以上にな
るように定めると、樹脂によく付着するいわゆるケバゴ
ミ程度の大きさの物の影響はほとんど受けない。
【００１７】ここで、ラインセンサの画素のピッチは、
ラインセンサの一画素に注ぐ光量、分解能、装置の大き
さなどの兼ね合いで決まるが、例えばｐ＝２０μm，ｇ
＝１.５mm，ｌ＝６mmとすると、ｍ＞２０ｐにするに
は、ｅ＞１.３mmにすればよく、同様にｍ＞１５ｐにす
るには、ｅ＞１mmにすればよい。なお、パッケージの樹
脂の屈折率をＣ、ラインセンサの受光面から固体撮像素
子の表面までの距離をｄ、その空気換算路長をｅとする
と、 ｄ＝Ｃｅ …（２） と表せるから、ｅ＞１.３mmにするときは、ｄ＞１.３Ｃ
mmとすればよい。
ラインセンサの一画素に注ぐ光量、分解能、装置の大き
さなどの兼ね合いで決まるが、例えばｐ＝２０μm，ｇ
＝１.５mm，ｌ＝６mmとすると、ｍ＞２０ｐにするに
は、ｅ＞１.３mmにすればよく、同様にｍ＞１５ｐにす
るには、ｅ＞１mmにすればよい。なお、パッケージの樹
脂の屈折率をＣ、ラインセンサの受光面から固体撮像素
子の表面までの距離をｄ、その空気換算路長をｅとする
と、 ｄ＝Ｃｅ …（２） と表せるから、ｅ＞１.３mmにするときは、ｄ＞１.３Ｃ
mmとすればよい。
【００１８】〈変形例〉図６は本発明に係る固体撮像素
子２４の変形実施例であり、固体撮像素子２４は、ＣＣ
Ｄラインセンサ２５ａ、２５ｂを透明樹脂材で封止する
とともに、素子表面にセパレータレンズ２３ａ，２３ｂ
を樹脂材と一体に形成したものである。
子２４の変形実施例であり、固体撮像素子２４は、ＣＣ
Ｄラインセンサ２５ａ、２５ｂを透明樹脂材で封止する
とともに、素子表面にセパレータレンズ２３ａ，２３ｂ
を樹脂材と一体に形成したものである。
【００１９】この実施例によれば、セパレータレンズと
固体撮像素子２４との位置調整作業が不要となり、組立
性が格段に改善される。
固体撮像素子２４との位置調整作業が不要となり、組立
性が格段に改善される。
【００２０】なお以上述べた実施例は位相差検出方式で
あったが、コントラス法等他の焦点検出方式であって
も、固体撮像素子により検出した像信号に基づいて焦点
検出を行う装置であれば、いずれにも適用できる。
あったが、コントラス法等他の焦点検出方式であって
も、固体撮像素子により検出した像信号に基づいて焦点
検出を行う装置であれば、いずれにも適用できる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、透明な樹脂でパッケー
ジ封止されているＣＣＤラインセンサなどの光電変換素
子受光面とパッケージ光入射表面との距離を、パッケー
ジ表面に付着した塵埃の影が固体撮像素子受光面上で焦
点検出に影響がないほどにぼけるような長さに設定した
ので、パッケージ表面に静電気による塵埃の付着防止用
ガラス板を設ける必要がなく、焦点検出装置をコストダ
ウンできる。
ジ封止されているＣＣＤラインセンサなどの光電変換素
子受光面とパッケージ光入射表面との距離を、パッケー
ジ表面に付着した塵埃の影が固体撮像素子受光面上で焦
点検出に影響がないほどにぼけるような長さに設定した
ので、パッケージ表面に静電気による塵埃の付着防止用
ガラス板を設ける必要がなく、焦点検出装置をコストダ
ウンできる。
【図１】本発明に係る固体撮像素子を用いた焦点検出装
置の一実施例の構成を示す図。
置の一実施例の構成を示す図。
【図２】実施例の焦点検出原理を説明する模式図。
【図３】実施例の固体撮像素子の出力例を表す図。
【図４】図３の出力例で塵埃の影響を説明する図。
【図５】塵埃の位置による出力への影響を説明する図。
【図６】変形例を示す図。
１０：焦点検出面 １１：コンデンサーレンズ １２：分割瞳マスク １３ａ，１３ｂ，２３ａ，２３ｂ：セパレータレンズ １４，２４：固体撮像素子 １５ａ，１５ｂ，２５ａ，２５ｂ：ラインセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04N 5/30 - 5/335 H01L 27/14 H01L 29/76 301
Claims (1)
- 【請求項１】 焦点検出光学系により被写体像が受光面
上で結像する光電変換素子を有し、結像した光像を電気
信号に変換して出力し、該出力を焦点検出に利用する固
体撮像素子において、 光透過性の樹脂で前記光電変換素子を封止したパッケー
ジの光入射表面は樹脂面のままとし、 前記光電変換素子の画素並び方向における前記焦点検出
光学系の射出瞳寸法をｇ，前記射出瞳と前記受光面との
空気換算光路長をｌ、前記光電変換素子の画素ピッチを
ｐ、前記パッケージ入射表面と前記受光面との空気換算
光路長をｅとしたとき、１５ｐ≦｛ｅ／（ ｌ−ｅ）｝
ｇが満足するように前記光電変換素子の受光面と前記樹
脂パッケージ入射面との距離ｄ＝Ｃｅ（但し、Ｃはパッ
ケージの樹脂の屈折率）を決定することを特徴とする固
体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7142152A JP2809133B2 (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7142152A JP2809133B2 (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07322153A JPH07322153A (ja) | 1995-12-08 |
| JP2809133B2 true JP2809133B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=15308578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7142152A Expired - Lifetime JP2809133B2 (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2809133B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7280145B2 (en) | 2002-07-30 | 2007-10-09 | Olympus Optical Co., Ltd. | Camera and image pick-up device unit having an optical member that is vibrated to remove dust |
| US7324148B2 (en) | 2002-04-26 | 2008-01-29 | Olympus Optical Co., Ltd. | Camera and image pickup device unit used therefor having a sealing structure between a dust proofing member and an image pick up device |
| US7324149B2 (en) | 2002-05-20 | 2008-01-29 | Olympus Optical Co., Ltd. | Camera and image pick-up device unit having an optical member that is vibrated to remove dust |
| US7339623B2 (en) | 2002-05-27 | 2008-03-04 | Olympus Optical Co., Ltd. | Camera and image pickup device unit which reduce influence of dust image quality |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7215372B2 (en) | 2002-05-17 | 2007-05-08 | Olympus Corporation | Optical apparatus having dust off function |
| JP4282226B2 (ja) | 2000-12-28 | 2009-06-17 | オリンパス株式会社 | カメラ |
| US7486326B2 (en) | 2000-12-28 | 2009-02-03 | Olympus Corporation | Optical apparatus having dust off function |
| JP3727903B2 (ja) | 2002-05-13 | 2005-12-21 | オリンパス株式会社 | カメラ |
| US7492408B2 (en) | 2002-05-17 | 2009-02-17 | Olympus Corporation | Electronic imaging apparatus with anti-dust function |
| US7365788B2 (en) | 2003-02-07 | 2008-04-29 | Olympus Corporation | Imager apparatus |
| JP4253534B2 (ja) | 2003-06-23 | 2009-04-15 | オリンパス株式会社 | 撮像装置 |
| JP4499520B2 (ja) | 2004-09-22 | 2010-07-07 | オリンパス株式会社 | 電子撮像装置 |
-
1995
- 1995-06-08 JP JP7142152A patent/JP2809133B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7324148B2 (en) | 2002-04-26 | 2008-01-29 | Olympus Optical Co., Ltd. | Camera and image pickup device unit used therefor having a sealing structure between a dust proofing member and an image pick up device |
| US7589780B2 (en) | 2002-04-26 | 2009-09-15 | Olympus Optical Co., Ltd. | Camera and image pick-up device unit used therefor having a sealing structure between a dust-proofing member and an image pick-up device |
| US7324149B2 (en) | 2002-05-20 | 2008-01-29 | Olympus Optical Co., Ltd. | Camera and image pick-up device unit having an optical member that is vibrated to remove dust |
| US7339623B2 (en) | 2002-05-27 | 2008-03-04 | Olympus Optical Co., Ltd. | Camera and image pickup device unit which reduce influence of dust image quality |
| US7280145B2 (en) | 2002-07-30 | 2007-10-09 | Olympus Optical Co., Ltd. | Camera and image pick-up device unit having an optical member that is vibrated to remove dust |
| US7591598B2 (en) | 2002-07-30 | 2009-09-22 | Olympus Optical Co., Ltd. | Camera having a dust-proofing member that is vibrated to remove dust, the dust-proofing member being pressed by a spring pressing member toward a sealing part that seals a space between the dust-proofing member and an image pickup-device |
| US7686524B2 (en) | 2002-07-30 | 2010-03-30 | Olympus Optical Co., Ltd. | Image pick-up device unit having a dust-proofing member that is vibrated to remove dust, the dust-proofing member being pressed by a spring pressing member toward a sealing structure that seals an interval between the dust-proofing member and an image pick-up device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07322153A (ja) | 1995-12-08 |
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