JP2895997B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JP2895997B2 JP2895997B2 JP3266470A JP26647091A JP2895997B2 JP 2895997 B2 JP2895997 B2 JP 2895997B2 JP 3266470 A JP3266470 A JP 3266470A JP 26647091 A JP26647091 A JP 26647091A JP 2895997 B2 JP2895997 B2 JP 2895997B2
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- Japan
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- solid
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パッケージ内に収納さ
れたイメージセンサ等の固体撮像素子に像を結像させる
結像手段をパッケージそれ自体に備えた固体撮像装置に
関する。
れたイメージセンサ等の固体撮像素子に像を結像させる
結像手段をパッケージそれ自体に備えた固体撮像装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】図４はこの種の固体撮像装置の一従来例
を示す。パッケージ１１の前面側には収納室１２が開口
され、該収納室１２に固体撮像素子としてのイメージセ
ンサ１３が収納される。収納室１２の前面は透明ガラス
からなるガラスリッド（透明蓋）１４で覆われている。
以上の要素により固体撮像素子本体が構成される。
を示す。パッケージ１１の前面側には収納室１２が開口
され、該収納室１２に固体撮像素子としてのイメージセ
ンサ１３が収納される。収納室１２の前面は透明ガラス
からなるガラスリッド（透明蓋）１４で覆われている。
以上の要素により固体撮像素子本体が構成される。
【０００３】ガラスリッド１４の前方には光学レンズ１
５が配設され、該光学レンズ１５を介して光源からの光
学像がイメージセンサ１３の受光面に結像されるように
なっている。
５が配設され、該光学レンズ１５を介して光源からの光
学像がイメージセンサ１３の受光面に結像されるように
なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、結像手段と
して上記のような光学レンズ１５を用いる場合は、撮像
系全体が大型化、かつ重量化するという欠点がある。す
なわち、一般に光学レンズ１５は固体撮像素子本体に比
べて重く、かつ大型であると共に、結像のための焦点距
離ｆが大きくなるため、固体撮像素子自体を小さくした
としても、撮像系全体の小型化および軽量化を図る上で
制約があるからである。
して上記のような光学レンズ１５を用いる場合は、撮像
系全体が大型化、かつ重量化するという欠点がある。す
なわち、一般に光学レンズ１５は固体撮像素子本体に比
べて重く、かつ大型であると共に、結像のための焦点距
離ｆが大きくなるため、固体撮像素子自体を小さくした
としても、撮像系全体の小型化および軽量化を図る上で
制約があるからである。
【０００５】本発明はこのような従来技術の欠点を解消
するものであり、撮像系全体の小型化および軽量化が図
れ、コストダウンに大いに寄与できる固体撮像装置を提
供することを目的とする。
するものであり、撮像系全体の小型化および軽量化が図
れ、コストダウンに大いに寄与できる固体撮像装置を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、入射面側に透明蓋を有し、内部に固体撮像素子が収
納されたパッケージと、上記透明蓋の片面側に形成さ
れ、特定の波長の光による像を上記固体撮像素子の受光
面上に結像する、上記固体撮像素子全体に対して結像レ
ンズとして機能する単一のサーキュラゾーンプレートと
を備えてなり、そのことにより上記目的が達成される。
は、入射面側に透明蓋を有し、内部に固体撮像素子が収
納されたパッケージと、上記透明蓋の片面側に形成さ
れ、特定の波長の光による像を上記固体撮像素子の受光
面上に結像する、上記固体撮像素子全体に対して結像レ
ンズとして機能する単一のサーキュラゾーンプレートと
を備えてなり、そのことにより上記目的が達成される。
【０００７】
【作用】上記のように透明蓋にサーキュラゾーンプレー
トを形成すると、外界から入射する特定波長の光が該サ
ーキュラゾーンプレートによりパッケージ内の固体撮像
素子の受光面に結像される。従って、このようなサーキ
ュラゾーンプレートを透明蓋に形成する構成によれば、
パッケージ、すなわち、固体撮像装置本体それ自体が固
体撮像素子の受光面に光を結像させる結像手段を有する
ことになる。今少し具体的に説明すると、サーキュラゾ
ーンプレートは、凸レンズ等の通常のレンズが光の屈折
現象を利用して光を撮像素子に結像（集光）させるのに
対し、光の回折干渉現象を利用して光を撮像素子に結像
させるものである。即ち、純粋に光の波動性を利用して
光を撮像素子に結像させるものであり、通常のレンズと
はその動作原理が全く異なるものである。 このように、
サーキュラゾーンプレートは、光の屈折現象を利用する
ものではないため、ガラス等の屈折材料を別途設ける必
要がなく、厚さが均一の透明材料の表面、即ち透明蓋の
片面に遮光性の膜で白黒の同心円状のパターンを形成す
るだけで作製できる。このため、透明材料の厚みにほぼ
相当する厚みで結像手段を構成できるので、固体撮像装
置の小型化、且つ軽量化が可能になる。
トを形成すると、外界から入射する特定波長の光が該サ
ーキュラゾーンプレートによりパッケージ内の固体撮像
素子の受光面に結像される。従って、このようなサーキ
ュラゾーンプレートを透明蓋に形成する構成によれば、
パッケージ、すなわち、固体撮像装置本体それ自体が固
体撮像素子の受光面に光を結像させる結像手段を有する
ことになる。今少し具体的に説明すると、サーキュラゾ
ーンプレートは、凸レンズ等の通常のレンズが光の屈折
現象を利用して光を撮像素子に結像（集光）させるのに
対し、光の回折干渉現象を利用して光を撮像素子に結像
させるものである。即ち、純粋に光の波動性を利用して
光を撮像素子に結像させるものであり、通常のレンズと
はその動作原理が全く異なるものである。 このように、
サーキュラゾーンプレートは、光の屈折現象を利用する
ものではないため、ガラス等の屈折材料を別途設ける必
要がなく、厚さが均一の透明材料の表面、即ち透明蓋の
片面に遮光性の膜で白黒の同心円状のパターンを形成す
るだけで作製できる。このため、透明材料の厚みにほぼ
相当する厚みで結像手段を構成できるので、固体撮像装
置の小型化、且つ軽量化が可能になる。
【０００８】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。
【０００９】図１および図２は本発明固体撮像装置を示
す。パッケージ１の前面側には収納室２が開口され、該
収納室２に固体撮像素子としてのイメージセンサ３が収
納される。収納室２の前面は透明ガラスからなるガラス
リッド４で覆われている。ガラスリッド４とパッケージ
１との間にはスペーサ６が設けられる。
す。パッケージ１の前面側には収納室２が開口され、該
収納室２に固体撮像素子としてのイメージセンサ３が収
納される。収納室２の前面は透明ガラスからなるガラス
リッド４で覆われている。ガラスリッド４とパッケージ
１との間にはスペーサ６が設けられる。
【００１０】加えて、ガラスリッド４の内面側には、図
１に示すサーキュラゾーンプレート７が形成されてい
る。該サーキュラゾーンプレート７は、光源から入射す
る特定波長の撮像光、例えば波長λ＝780ｎｍの近赤外
光をイメージセンサ３の受光面に結像させる結像手段と
して機能する。以下にサーキュラゾーンプレート７の構
成を動作と共に説明する。
１に示すサーキュラゾーンプレート７が形成されてい
る。該サーキュラゾーンプレート７は、光源から入射す
る特定波長の撮像光、例えば波長λ＝780ｎｍの近赤外
光をイメージセンサ３の受光面に結像させる結像手段と
して機能する。以下にサーキュラゾーンプレート７の構
成を動作と共に説明する。
【００１１】サーキュラゾーンプレート７は複数の円環
８を同心状に形成してなり、これらの円環８の半径ｒｉ
は下記数１で示される値に設定されている。
８を同心状に形成してなり、これらの円環８の半径ｒｉ
は下記数１で示される値に設定されている。
【００１２】
【数１】
【００１３】但し、Ｓ1は最小の円環８の半径である。
【００１４】これらの円環８の内、下記数２で示される
関係を満たすものは黒、下記数３の関係を満たすものは
透明になっている。
関係を満たすものは黒、下記数３の関係を満たすものは
透明になっている。
【００１５】
【数２】
【００１６】
【数３】
【００１７】このような構成において、今、撮像光が波
長λ〔ｎｍ〕の単色光であるとすると、サーキュラゾー
ンプレート７にほぼ垂直に入射した光はｆ＝Ｓ1 2／λと
なる焦点距離上に結像する。従って、撮像光が、例えば
波長λ＝780ｎｍの近赤外光であり、最小半径Ｓ1がＳ1
＝６２．５μｍであるとすると、この場合の焦点距離ｆ
はｆ＝５．０ｍｍとなる。なお、結像面の対角長さをｄ
とすると、ｆ＜ｄの場合には結像面周辺部での光量低下
が目立つため、ｆ＞ｄが好ましい。
長λ〔ｎｍ〕の単色光であるとすると、サーキュラゾー
ンプレート７にほぼ垂直に入射した光はｆ＝Ｓ1 2／λと
なる焦点距離上に結像する。従って、撮像光が、例えば
波長λ＝780ｎｍの近赤外光であり、最小半径Ｓ1がＳ1
＝６２．５μｍであるとすると、この場合の焦点距離ｆ
はｆ＝５．０ｍｍとなる。なお、結像面の対角長さをｄ
とすると、ｆ＜ｄの場合には結像面周辺部での光量低下
が目立つため、ｆ＞ｄが好ましい。
【００１８】このような構成のサーキュラゾーンプレー
ト７によれば、透明の円環８部分を透過した各撮像光
は、図２に示すように、焦点距離ｆ上に位置するイメー
ジセンサ３の受光面上に集束されて結像される。それ
故、このようなサーキュラゾーンプレート７をガラスリ
ッド４の内面側に形成する場合は、上記従来例のように
ガラスリッド４の前方に光学レンズ１５を設ける必要が
ないので、撮像系の小型化および軽量化が図れる。
ト７によれば、透明の円環８部分を透過した各撮像光
は、図２に示すように、焦点距離ｆ上に位置するイメー
ジセンサ３の受光面上に集束されて結像される。それ
故、このようなサーキュラゾーンプレート７をガラスリ
ッド４の内面側に形成する場合は、上記従来例のように
ガラスリッド４の前方に光学レンズ１５を設ける必要が
ないので、撮像系の小型化および軽量化が図れる。
【００１９】サーキュラゾーンプレート７はガラスリッ
ド４の片面側に形成すればよく、内面側の代わり外面側
に形成することにしてもよい。具体的には、ＩＣのフォ
トマスクと同様のプロセスで作製することができる。
ド４の片面側に形成すればよく、内面側の代わり外面側
に形成することにしてもよい。具体的には、ＩＣのフォ
トマスクと同様のプロセスで作製することができる。
【００２０】なお、本発明固体撮像装置の光源として
は、単色光ないしそれに近い光を発光するものを用いる
必要がある。すなわち、サーキュラゾーンプレート７は
特定波長の光を結像させるので、光源として白色光を用
いると、色収差が大変大きくなり、信頼性が低下するか
らである。但し、可視光である必要はなく赤外光や紫外
光、さらにはＸ線光源を用いることも可能である。
は、単色光ないしそれに近い光を発光するものを用いる
必要がある。すなわち、サーキュラゾーンプレート７は
特定波長の光を結像させるので、光源として白色光を用
いると、色収差が大変大きくなり、信頼性が低下するか
らである。但し、可視光である必要はなく赤外光や紫外
光、さらにはＸ線光源を用いることも可能である。
【００２１】図３は本発明固体撮像装置をカラー撮像装
置に応用する場合の実施例を示している。すなわち、こ
の場合は、光源からの白色光を３枚のダイクロイックミ
ラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３でＲ、Ｇ、Ｂの３原色成分に分離
し、それぞれの波長成分λ１、λ２、λ３をサーキュラ
ゾーンプレート７ａ、７ｂ、７ｃを介して固体撮像素子
９ａ、９ｂ、９ｃに結像させる構成をとる。
置に応用する場合の実施例を示している。すなわち、こ
の場合は、光源からの白色光を３枚のダイクロイックミ
ラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３でＲ、Ｇ、Ｂの３原色成分に分離
し、それぞれの波長成分λ１、λ２、λ３をサーキュラ
ゾーンプレート７ａ、７ｂ、７ｃを介して固体撮像素子
９ａ、９ｂ、９ｃに結像させる構成をとる。
【００２２】ここで、それぞれのサーキュラゾーンプレ
ート７ａ、７ｂ、７ｃは対応する波長成分の光を固体撮
像素子９ａ、９ｂ、９ｃの受光面に精度よく結像できる
ように円環の半径が設定されている。
ート７ａ、７ｂ、７ｃは対応する波長成分の光を固体撮
像素子９ａ、９ｂ、９ｃの受光面に精度よく結像できる
ように円環の半径が設定されている。
【００２３】このようなカラー撮像装置に応用する場合
も、大型、かつ大重量の光学レンズが不要になるので、
撮像系全体の装置構成を小型化および軽量化できる利点
がある。
も、大型、かつ大重量の光学レンズが不要になるので、
撮像系全体の装置構成を小型化および軽量化できる利点
がある。
【００２４】
【発明の効果】以上の本発明固体撮像装置によれば、固
体撮像装置本体それ自体が結像手段を有するので、大
型、かつ重量の光学系が必要であった従来の撮像系に比
べて、撮像系を格段に小型化、かつ軽量化できる。従っ
て、撮像装置のコストダウンに大いに寄与できる。
体撮像装置本体それ自体が結像手段を有するので、大
型、かつ重量の光学系が必要であった従来の撮像系に比
べて、撮像系を格段に小型化、かつ軽量化できる。従っ
て、撮像装置のコストダウンに大いに寄与できる。
【図１】本発明固体撮像装置の平面図。
【図２】図に示す固体撮像装置の側面図。
【図３】本発明固体撮像装置を応用したカラー撮像装置
の概略構成図。
の概略構成図。
【図４】固体撮像装置の一従来例を示す図面。
１ パッケージ ３ イメージセンサ ４ ガラスリッド ７ サーキュラゾーンプレート ８ 円環
Claims (1)
- 【請求項１】 入射面側に透明蓋を有し、内部に固体撮
像素子が収納されたパッケージと、上記 透明蓋の片面側に形成され、特定の波長の光による
像を上記固体撮像素子の受光面上に結像する、上記固体
撮像素子全体に対して結像レンズとして機能する単一の
サーキュラゾーンプレートとを備えた固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3266470A JP2895997B2 (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3266470A JP2895997B2 (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05110959A JPH05110959A (ja) | 1993-04-30 |
| JP2895997B2 true JP2895997B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=17431379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3266470A Expired - Fee Related JP2895997B2 (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2895997B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0792026A (ja) * | 1993-09-22 | 1995-04-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 焦電型赤外線センサ |
| US5763943A (en) * | 1996-01-29 | 1998-06-09 | International Business Machines Corporation | Electronic modules with integral sensor arrays |
| JP4840451B2 (ja) | 2009-01-22 | 2011-12-21 | 住友電気工業株式会社 | 近赤外イメージセンサ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0360080A (ja) * | 1989-07-27 | 1991-03-15 | Sharp Corp | 受光装置 |
-
1991
- 1991-10-15 JP JP3266470A patent/JP2895997B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05110959A (ja) | 1993-04-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080305 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090305 Year of fee payment: 10 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |