JPH0574269B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、固体撮像素子を使用した撮像装置
に関するものであり、特に、固体撮像素子、光学
フイルタ、撮像用レンズ等の機械的結合の構成に
関するものである。

「背景技術とその問題点」 一般的に、固体撮像装置では、シヤープでコン
トラスト良く、ケラレ、片ボケ等のない画像を得
るには、レンズで受けた光を位置精度良く、撮像
面に結像させる必要がある。第７図は、レンズ５
１に入射された光束５２が撮像面５３に結像され
る状態を示すものであり、５４は、レンズ有効像
円を示す。第７図において、αで示す光軸のズレ
がレンズ５１と撮像面５３との間にあるときに
は、撮像された画のケラシ、画のタオレが生じ
る。また、撮像された画の片ボケを防止するた
め、レンズ５１の光軸と撮像面５３の垂直精度を
合わせ、かつバツクフオーカスＺを合わせる必要
がある。したがつて、固体撮像装置では、光軸の
Ｘ及びＹ方向の調整、バツクフオーカスＺの調整
が必要であり、更に、アオリθ_x及びθ_yの調整が必
要であつた。また、固体撮像装置は、感度が良好
なため、撮像素子の前面のシールガラスや、光学
フイルタの光路系にゴミが付着すると、画に点と
なつて表れる。

第８図Ａ及び第８図Ｂは、従来の固体撮像装置
の一例を示すもので、６１がレンズ、６２が固体
撮像素子、６３が光学フイルタ、６４がフレーム
である。固体撮像素子６２が基板６５に取り付け
られ、この基板６５がフレーム６４に複数本のビ
ス６６，６７，６８及び基板抑え６９などにより
取付けられ、フレーム６４の対面にレンズ６１が
取り付けられる。また、フレーム６４に基板６５
及び光学フイルタ６３を取付ける場合に、ゴムシ
ール７０及び７１が設けられている。

かかる従来の固体撮像装置は、固体撮像素子６
２を直接的に基板６５に取り付け、基板６５のフ
レーム６４についての取付位置をビスによつて補
正することにより、レンズ６１との位置関係を調
整しているため、前述のような光軸、アオリ、バ
ツクフオーカス等を調整する作業が絵出ししなが
ら行なうものとなり、大変面倒であつた。これと
共に、部品点数を多く必要とし、大形な装置とな
る欠点があつた。

また、従来の固体撮像装置は、基板６５への固
体撮像素子６２の取付け、光学フイルタ６３の取
付けは、多数の機械部品を組立てる必要があるた
め、一般の作業環境の作業場で組立てるのが普通
である。従つて、微少なゴミの付着の防止が困難
となり、光路系のゴミの拭き取り作業が面倒であ
り、然も、信頼性の低下を招く問題点があつた。

「発明の目的」 したがつて、この発明の目的は、組立工程時
に、光軸、アオリなどの寸法精度を容易に出すこ
とができる固体撮像装置を提供することにある。

この発明の他の目的は、部品点数が少なくてす
み、小形、軽量な固体撮像装置を提供することに
ある。

この発明の更に他の目的は、固体撮像素子の組
立と光学フイルタ、レンズなどを組立てる固体撮
像装置の組立とを半導体の組立用無塵室にて一貫
して行なうことができ、光路系のゴミの付着を容
易に防止できる固体撮像装置を提供することにあ
る。

「発明の概要」 この発明は、固体撮像素子が取り付けられた撮
像素子パツケージと、撮像素子パツケージが所定
の位置に配される凹部を有する撮像素子ホルダ
と、光学フイルタが取付けられると共に、撮像素
子ホルダの前面に積層され固定されるフイルタホ
ルダと、フイルタホルダの前面とその後端面が合
わされるように取付けられたレンズとを備えた固
体撮像装置である。

「実施例」 以下、この発明の一実施例について第１図，第
２図及び第３図を参照して説明する。この実施例
は、固体撮像素子としてCCD撮像素子を用いた
ものである。

第１図において、１がCCDユニツト、２がレ
ンズ鏡筒であり、レンズ鏡筒２には、レンズ３Ａ
及び３Ｂが配設されている。CCDユニツト１は、
光学フイルタ部とCCDブロツクとからなり、そ
の分解斜視図を第２図に示す。第２図において、
４が金属製のCCDホルダ、５がセラミツク製の
CCDパツケージ、６が防塵用のゴムパツキング、
７が樹脂成型で形成されたフイルタホルダ、８が
光学フイルタ、９がフイルタ抑えである。第１図
に示すように、CCDホルダ１のフイルタホルダ
７の円筒部１０にレンズ鏡筒２の後端が嵌合さ
れ、CCDユニツト１とレンズ鏡筒２との位置関
係が規定される。レンズ鏡筒２は、ビス１１Ａ，
１１Ｂによりバツクフオーカスが調整された位置
においてCCDユニツト１と固定される。

CCDパツケージ５は、位置精度を安定に高く
するために、セラミツクから成るもので、この
CCDパツケージ５の中央に形成された凹部底面
のメタライズ層に、CCDチツプ１２がダイボン
ドされ、次にワイヤボンデイングされ、その上に
色分解フイルタ１３が積層され、前面がシールガ
ラス１４により覆われたものである。図示せず
も、色分解フイルタ１３とシールガラス１４との
間にフレア防止板を設けても良い。CCDパツケ
ージ５からは、リード１５が導出されている。こ
のCCDパツケージ５には、左右の辺部に対称に
ねじ穴１６及び位置決め穴１７が穿設されてい
る。

CCDユニツト１の組立は、CCDパツケージ５
をCCDホルダ４に固着し、フイルタホルダ７に
光学フイルタ８を取付け、次に、CCDホルダ４
とフイルタホルダ７とをゴムパツキング６を介し
て固着することによつてなされる。CCDホルダ
４は、CCDパツケージ５が嵌合される凹部とリ
ード１５を導出するスリツトを有している。この
凹部の底面には、左右対称にねじ穴２１が穿設さ
れていると共に、左右対称に位置決めのためのガ
イドピン２２が圧入により植立されている。
CCDホルダ４の凹部に、ガイドピン２２がCCD
パツケージ５の位置決め穴１７内に挿入されるよ
うに、CCDパツケージ５が挿入される。そして、
一対のねじ２３がねじ穴１６及び２１に螺合され
ることにより、CCDホルダ４がCCDパツケージ
５に固着される。

CCDホルダ４の略々対角線方向の一方に、一
対のねじ穴２５が設けられ、他方の略々対角線方
向に一対のねじ穴２６が設けられ、このねじ穴２
６の近傍に一対の位置決め用のガイドピン２７が
圧入により植立されている。これらのねじ穴２
５，２６及びガイドピン２７は、後述するよう
に、CCDユニツト１とフイルタホルダ７の合体
のために使用される。

フイルタホルダ７の円筒部１０の底面には、第
３図Ａに示すように、矩形の開口３１が形成さ
れ、この開口３１の周辺に沿つて段部３２が設け
られている。円筒部１０内に挿入された光学フイ
ルタ８がこの段部３２に係合される。光学フイル
タ８は、赤外カツトフイルタと複数枚の水晶板か
らなる光学的ローパスフイルタとからなる。円筒
部１０内に挿入された光学フイルタ８の前面から
フイルタ抑え９が当接され、ねじ３３（第１図で
は省略している）によつて固定される。フイルタ
ホルダ７の背面には、開口３１を囲む形状に溝３
４が設けられ、この溝３４内にゴムパツキング６
が挿入される。

フイルタホルダ７には、第３図Ａ及び第３図Ｂ
に示すように、その略々対角線方向の一方に位置
する一対のねじ穴３５が形成され、略々対角線方
向の他方に位置する一対のねじ穴３６が形成さ
れ、ねじ穴３６の近傍に一対のガイド穴３７が穿
設されている。CCDパツケージ５が固着された
CCDホルダ４に対し、光学フイルタ８が取り付
けられたフイルタホルダ７がゴムパツキング６を
介して積層される。この場合、ガイドピン２７が
ガイド穴３７内に挿入されるようになされる。こ
の状態で前面から一対のねじ３８がねじ穴３５，
２５に螺合されると共に、背面から一対のねじ２
８がねじ穴２６，３６に螺合される。このように
して、CCDユニツト１が組立てられる。

第４図、第５図及び第６図を参照して、この発
明の他の実施例について説明する。この例は、
CCDユニツト１即ちCCDホルダ４及びCCDパツ
ケージ５の夫々の構成及び両者の組立ての構成
は、前述の一実施例と同様である。また、CCD
ホルダ４及びフイルタホルダ４１がゴムパツキン
グ６を介して積層され、両者が固着されるための
構成も前述の一実施例と同様である。したがつ
て、前述の一実施例と対応する構成部分には、同
一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。

この例は、第４図に示すように、レンズ鏡筒２
がその後端面に開口部より両側に延長する取付け
基部４４を有する形状とされ、この取付け基部４
４に形成されたねじ穴に、CCDホルダ４とフイ
ルタホルダ４４とを固着するためのねじ２８を螺
合させている。バツクフオーカスの調整は、後玉
であるレンズ３Ｂの位置を前後に調整することに
より行なう構成とされている。

フイルタホルダ４１は、第６図Ａにも示すよう
に、円筒部４５の底面に矩形の開口３１が形成さ
れると共に、この底面に光学フイルタ４２を保持
する段部４６が形成されたものである。フイルタ
ホルダ４１の背面には、第６図Ｂに示すように、
ゴムパツキング６が挿入される溝３４が形成され
ている。光学フイルタ４２は、赤外カツトフイル
タと複数枚の水晶板からなる光学的ローパスフイ
ルタとが積層されたもので、第５図に示すよう
に、円板状の一部が垂直に切り落とされた形状と
されている。この光学フイルタ４２の形状は、フ
イルタホルダ４１の段部４６の形状と一致し、光
学フイルタ４２を正しく光学軸の関係でもつて取
付けることが可能となされている。円筒部４５内
に挿入された光学フイルタ４２の前面にフイルタ
抑えリング４３が設けられる。フイルタ抑えリン
グ４３の外周面及び円筒部４５の内周面の夫々に
ねじ溝がきられており、フイルタ抑えリング４３
は、円筒部４５にねじ込みにより取り付けられ
る。

なお、この発明は、CCD撮像素子以外のMOS
撮像素子などの固体撮像素子についても同様に適
用することができる。また、レンズは、交換レン
ズを用いても良く、そのための係合手段をフイル
タホルダに設けるようにしても良い。

「発明の効果」 この発明に依れば、CCDパツケージ５に予め
CCDチツプをダイボンドしておき、CCDホルダ
４に位置決め手段により所定の位置関係で取付
け、更に、光学フイルタ８，４２が取付けられた
フイルタホルダ７，４１に位置決め手段により所
定の位置関係で結合できる。したがつて、位置決
め手段による機構的な方法や、光学的測定による
方法によつて、光軸、アオリなどの精度を出すこ
とができ、調整作業を従来のものに比して簡単に
行ないうる。

また、個々の部品を１個のフレームに順に取付
ける必要がなく、部品点数を少なくでき、小型、
軽量の固体撮像装置を実現できる。然も、組立
は、数点の機械的部品及びビス部により行なえば
良いので、半導体用の無塵室にて一貫して組立を
行なうことができ、ゴミの付着を確実に防止する
ことが容易とできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２図
はこの発明の一実施例のCCDユニツトの分解斜
視図、第３図はこの発明の一実施例におけるフイ
ルタホルダの平面図及び底面図、第４図はこの発
明の他の実施例の断面図、第５図はこの発明の他
の実施例のCCDユニツトの分解斜視図、第６図
はこの発明の他の実施例におけるフイルタホルダ
の平面図及び底面図、第７図は固体撮像装置の説
明に用いる略線図、第８図は従来の固体撮像装置
の説明に用いる断面図及び底面図である。 １……CCDユニツト、２……レンズ鏡筒、３
Ａ，３Ｂ……レンズ、４……CCDホルダ、５…
…CCDパツケージ、７，４１……フイルタホル
ダ、８，４２……光学フイルタ、９，４３……フ
イルタ抑え。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固体撮像素子が取り付けられた撮像素子パツ
   ケージと、 上記撮像素子パツケージが所定の位置に配され
   る凹部を有する撮像素子ホルダと、 撮像素子の光軸中心、水平及び垂直方向の位
   置、傾きの精度を保つように、上記撮像素子パツ
   ケージと上記撮像素子ホルダとの位置関係を規制
   する位置決めピン及び上記撮像素子パツケージと
   フイルタホルダとの位置関係を規制する位置決め
   ピンと、 上記固体撮像素子パツケージと上記フイルタホ
   ルダとの間に介装される弾性部材と、 光学フイルタの光軸を中心とした傾きの精度を
   保つために、上記光学フイルタの外周と係合する
   係合部を有し、上記光学フイルタが取付けられる
   と共に、上記撮像素子ホルダの前面に積層され固
   定されるフイルタホルダと、 上記フイルタホルダの前面とその後端面が合わ
   されるように取付けられたレンズとを備えた固体
   撮像装置。 ２ 固体撮像素子が取り付けられた撮像素子パツ
   ケージと、上記撮像素子パツケージが所定の位置
   に配される凹部を有する撮像素子ホルダと、上記
   撮像素子の光軸中心、水平及び垂直方向の位置、
   傾きの精度を保つように、上記撮像素子パツケー
   ジと上記撮像素子ホルダとの位置関係を規制する
   位置決めピン及び上記撮像素子パツケージとフイ
   ルタホルダとの位置関係を規制する位置決めピン
   と、上記撮像素子パツケージと上記フイルタホル
   ダとの間に介装される弾性部材と、上記光学フイ
   ルタの光軸を中心とした傾きの精度を保つために
   上記光学フイルタの外周と係合する係合部を有し
   上記光学フイルタが取付けられると共に上記撮像
   素子ホルダの前面に積層され固定されるフイルタ
   ホルダとからなる撮像部を製造しておき、 上記撮像部のフイルタホルダの前面とその後端
   面が合わされるようにレンズを取り付けるように
   した固定撮像装置の生産方法。