JPH01251965A

JPH01251965A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH01251965A
Application number: JP63078710A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kondo; 雄近藤; Tomio Ono; 富男小野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1989-10-06
Also published as: US4947239A

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、固体撮像装置に係わり、特に圧電変位素子を
用いて固体撮像素子を振動させる方式の固体撮像装置に
関する。

（従来の技術）ＣＣＤ等の固体撮像装置は、半導体基板上に複数の画素
を２次元配列して形成した構成を有し、一般にその解像
度は上記画素数によって決まる。

半導体基板上に形成し得る画素数は、基板の大きさ及び
製造技術等によって制限される。このため、画素数の増
大により固体撮像素子自身の高解像度化をはかるには限
度がある。

そこで従来、インターライン転送方式ＣＣＤの如き、感
光部（例えばフォトダイオード）に蓄積された信号電荷
が垂直ブランキング期間（無効期間）において同時に垂
直ＣＣＤに移動され、次のフィールド有効期間中に読出
される撮像動作を有した固体撮像チップ基板を、前記フ
ィールド期間の無効期間に振動中心に位置する如く振動
せしめることによって、高解像度化をはかることが試み
られている。これは、固体撮像チップ基板をそのチップ
面に対して水平に適当な周波数で適当な振幅を与えるこ
とで、従来の固１体撮像素子の２倍の高解像度化をはか
ろうとするものである。

このような固体撮像装置の偏向（機械的振動）を行う方
法として、例えば特開昭５８−２９２７５号公報に示さ
れているように、固体撮像素子側に固定された可動コイ
ルを、電磁石を用いて駆動するものがある。しかしなが
ら、電磁石駆動では、電磁石。

コイル等の部品が必要であり、固体撮像装置の一つの特
徴でもある小型、軽量化が十分に発揮できないと言う問
題がある。さらに、可動コイルを動かすのに十分な磁力
を発生させるため、電磁石に流す電流量が多くなり消費
電力が大きくなってしまうと言う問題点があった。

前記問題点を解決すべく、特開昭５８−１３０８７７号
公報及び特開昭５８−１２８８７６号公報に見られるよ
うな、圧電板を用いたバイモルフ振動子を使った高解像
度固体撮像装置が提案されている。この提案による高解
像度固体撮像装置は第７図に示すような構造であり、固
体撮像素子７１の電気接続にはフレキシブルプリント基
板７３が、機械的固定にはバイモルフ振動子７４が用い
られている。なお、図中７２はチップキャリア、７５は
パッケージを示している。

また、他の方法として縦動集積層型圧電変位素子を使っ
た高解像度固体撮像装置や、すべり効果積層型圧電変位
素子を使った高解像度固体撮像装置等が提案されている
。この提案による高解像度固体撮像装置はそれぞれ第８
図及び第９図に示すような構造であり、固体撮像素子７
１の電気的接続にはフレキシブルプリント基板７３が、
機械的固定には縦動集積層型圧電変位素子７６やすべり
効果積層型圧電変位素子７７が用いられている。

しかし、前述のようにフレキシブルプリント基板を用い
て電気的接続を行った場合、フレキシブルプリント基板
を固体撮像素子を設置したチップキャリアのリード部分
と、圧電変位素子を設置した支持部のリード部分とにハ
ンダ付けする工程を取らなくてはならず、接続の信頼性
が低下すると共に部品点数も多くなる。

また、機械的固定に圧電変位素子を用いているため、固
体撮像素子の受光面の位置精度や平面度が圧電変位素子
の加工精度に左右されてしまうばかりか、固体撮像素子
を設置したパッケージ部分の重量が直接、変位素子にか
かるため、機械的な信頼性が減少する問題点を有してい
た。

（発明が解決しようとする課題）このように従来、圧電変位素子で固体撮像素子を振動さ
せる方式の固体撮像装置においては、固体撮像素子の電
気的接続にフレキシブルプリント基板を用いていること
から、接続の信頼性が低下すると言う問題があった。さ
らに、固体撮像素子の機械的固定に圧電変位素子自身を
用いているので、固体撮像素子の位置精度、平面度、更
には機械的な信頼性が低下する等の問題があった。

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、固体撮像素子の電気的接続の信頼性
及び機械的安定性の向上をはかることができ、高解像度
、高信頓性の固体撮像装置を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の骨子は、固体撮像素子を設置した支持体を、機
械的にも十分強固な電気的接続手段により別の支持体に
設置することにある。

即ち本発明は、圧電変位素子により固体撮像素子を振動
させる方式の固体撮像装置において、固体撮像素子を支
持する第１の支持体と、この第１の支持体を弾性部材（
例えば、導電性リード）を介して機械的に支持する第２
の支持体と、第１及び第２の支持体間に配置されて第２
の支持体に対し第１の支持体を振動させる圧電変位素子
（例えば、積層型又は横効果型圧電変位素子）とを設け
るようにしたものである。

（作　用）本発明によれば、固体撮像素子の機械的接続を弾性部材
で行っているので、これを圧電変位素子に頼っている従
来装置に比べ、機械的に強固であり信頼性の向上をはか
ることができ、これにより高速動作にも十分対応するこ
とができる。また、弾性部材として機械的接続手段と電
気的接続手段とを兼ねた導電性リードを用いることによ
り、構造が簡単で部品点数、工程数が少なく、小型・軽
量化の可能な固体撮像装置を実現することが可能となる
。

（実施例）以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図は本発明の第１の実施例に係わる固体撮像装置の
概略構成を示す斜視図である。固体撮像素子が設置され
た設置されたセラミック等からなるパッケージ１１は、
第１の支持体であるソケット１２に固定されている。ソ
ケット１２は、通常のＤＩＰパッケージと同様に平行配
置した複数本の金属製リード１４を備えたものであり、
各リードは前記固体撮像素子に電気的に接続される。金
属製リード１４は、０．６４ｎｖ口のリン青銅からなっ
ており、第２の支持体である基板１３に固定されている
。即ち、基板１３にはソケット１２のリード位置に当る
部分に穴が開けられており、この穴に所定の長さだけリ
ード１４を通した後、ハンダ或いは接着剤等で基板１３
にリード１４が固定されている。

一方、縦効集積層型の圧電変位素子１５は第２図に示す
ようにＬ字型のホルダ１６に接着されており、電圧を印
加することにより矢印の方向に伸縮する。２つの５字型
ホルダ１６は一方がソケット１２に、他方が基板１３に
取り付けられている。

圧電変位素子１５の伸縮はこのホルダ１６を介してソケ
ット１２に伝えられ、その上に設置されている固体撮像
素子を受光面に対して平行に振動させるものとなってい
る。

このような構成であれば、ソケット１２がリード１４に
よって基板１３に強固に固定されているため、機械的な
共振周波数が高くなり、高周波の駆動を行っても不要な
振動は見られない。さらに、機械的にも強く、ソケット
１２上に重量のあるものを搭載しても、圧電変位素子１
５に直接その重量が加わることもない。従って、機械的
安定性の向上をはかることができる。また、リード１４
が対向して取り付けられているため、これが平行バネの
役割を果たし、固体撮像素子の受光面の平行度を損なわ
ず、入射光方向の変位なしに振動させることができる。

また、リード１４が固体撮像素子と基板との電気的接続
を兼ねるので、フレキシブルプリント基板を用いた従来
装置とは異なり、２つのリード部分をハンダ付けする必
要はない。このため、製造工程の簡略化をはかり得ると
共に、電気的接続の信頼性向上をはかることができる。

さらに、第７図乃至第９図に示した従来装置に比して、
部品点数が少なくなり、小型・軽量化が可能になる等の
利点がある。

第３図は本発明の第２の実施例の概略構成を示す斜視図
である。なお、第１図と同一部分には同一符号を付して
、その詳しい説明は省略する。

この実施例が先に説明した実施例と異なる点は、縦効集
積層型の圧電変位素子の代わり゛にすベリ効集積層型圧
電変位素子を用いたことにある。即ち、第２の支持体で
ある基板１３の上にはホルダ１８（第４図参照）を介し
てすべり効果積層型の圧電変位素子１７が固定されてお
り、この圧電変位素子１７の上面はホルダ１８を介して
第１の支持体であるソケット１２に接着されている。

ここで、すべり効果積層型圧電変位素子１７は、第４図
に示すように電圧を印加すると破線で示すように上下面
がずれるような変形を起こす。これが、矢印方向の変位
となり、固体撮像素子を受光面に対して平行に振動させ
ることになる。

第５図は本発明の第３の実施例の概略構成を示す斜視図
である。なお、第１図と同一部分には同一符号を付して
、その詳しい説明は省略する。

この実施例が先の実施例と異なる点は、圧電変色素子と
して横効果型圧電変位素子を用いたことにある。即ち、
横効果型圧電変位素子２０は、基板１３と一体になった
ホルダ２１と、ソケット１２と一体になったホルダ２２
に各端部をそれぞれ固定されている。また、圧電変位素
子２０は、前記リード１４が設置された２辺と直交する
２辺にそれぞれ設けられている。

横効果型圧電変位素子２０は第６図に示すように板状で
、厚さ方向に分極処理が施されており、その分極軸の方
向に電源２３により交流電圧を印加すると長平方向に伸
縮を起こす。そして、横効果型圧電変位素子２０の伸縮
は前記ホルダ２１゜２２を介してソケット１２に伝えら
れ、その上に設置されている固体撮像素子を受光面に対
して平行に振動させることになる。

なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記第１の支持体としてはソケットの代
わりに、固体撮像素子が設置されてたパッケージ自身を
第１の支持体として用いることが可能である。この場合
パッケージのリードを前記第２の支持体と接続可能なよ
うに長く形成すればよい。また、実施例では電気的１機
械的接続手段として金属製のリードを使用したが、適当
な厚みを持った高分子フィルムに印刷等の方法により電
極を形成したものを用いることも可能である。さらに、
実施例においては圧電変位素子は１次元方向のみに変位
するようにしたが、複数の変位方向の異なる圧電変位素
子を組合わせることにより、２次元方向に変位するよう
に構成しても同様の効果が得られる。その他、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが
できる。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、固体撮像素子を設
置した第１の支持体を金属製リード等の弾性部材を介し
て第２の支持体に固定するようにしているので、固体撮
像素子の電気的接続の信頼性及び機械的安定性の向上を
はかることができ、高解像度、高信頼性の固体撮像装置
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係わる固体撮像装置の
概略構成を示す斜視図、第２図は上記実施例に用いた圧
電変位素子を説明するための模式図、第３図は本発明の
第２の実施例の概略構成を示す斜視図、第４図は上記第
２の実施例に用いた圧電変位素子を説明するための模式
図、第５図は本発明の第３の実施例の概略構成を示す斜
視図、第６図は上記第３の実施例に用いた圧電変位素子
を説明するための模式図、第７図乃至第９図はそれぞれ
従来の固体撮像装置の概略構成を示す斜視図である。１１・・・パッケージ、１２・・・ソケット（第１の支
持体）、１３・・・基板（第２の支持体）、１４・・・
金属製リード、１５・・・縦動集積層型圧電変位素子、
１６．１８．２１．２２・・・ホルダ、１７・・・すべ
り効果積層型圧電変位素子、２０・・・横効果型圧電変
位素子、２３・・・交流電源。出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦第１図第２図第　３（２１第４図第６図第７図第８図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）固体撮像素子を支持する第１の支持体と、この第
１の支持体を弾性部材を介して機械的に支持する第２の
支持体と、前記第１及び第２の支持体間に設けられ第２
の支持体に対し第１の支持体を振動させる圧電変位素子
とを具備してなることを特徴とする固体撮像装置。
（２）前記弾性部材は、前記固体撮像素子に電気的に接
続される複数の導電性リードであり、該リードは前記第
２の支持体を貫通して該第２の支持体に固定され、且つ
その一端を前記第１の支持体に固定されたものであるこ
とを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
（３）前記弾性部材は平行板バネを構成するように設置
されたものであり、前記圧電変位素子は前記固体撮像素
子の受光面に平行な方向に変位するものであることを特
徴とする請求項１又は２記載の固体撮像装置。
（４）前記圧電変位素子は、積層型圧電変位素子又は横
効果型圧電変位素子であることを特徴とする請求項１記
載の固体撮像装置。