JPH1169080A - 集積画像ヘッド及びその形成方法 - Google Patents

集積画像ヘッド及びその形成方法

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JPH1169080A
JPH1169080A JP10163283A JP16328398A JPH1169080A JP H1169080 A JPH1169080 A JP H1169080A JP 10163283 A JP10163283 A JP 10163283A JP 16328398 A JP16328398 A JP 16328398A JP H1169080 A JPH1169080 A JP H1169080A
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JP
Japan
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ccd
circuit
power supply
imaging
lens
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Pending
Application number
JP10163283A
Other languages
English (en)
Inventor
Bryan A Beaman
エイ ビーマン ブライアン
Julie K Gerstenberger
ケイ ゲルステンバーガー ジュリー
David M Orlicki
エム オルリッキ デビッド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
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Publication date
Application filed by Eastman Kodak Co filed Critical Eastman Kodak Co
Publication of JPH1169080A publication Critical patent/JPH1169080A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイとレンズマウントを整列させる基準を担
持する基板上に設けられたCCDダイを含む副組立体を
組み込んだ集積画像化ヘッド組立体を提供する。 【解決手段】 調整されていない電力の入力を有するプ
リント回路基板に電子的に接続された半導体画像化器
と;基板上に含まれる少なくとも一つの電力制御器と;
基板上の複数のクロック信号レベルトランスレータと;
アナログ/デジタル変換器及び入力状態と、出力状態
と、複数の制御信号を有するデジタルインターフェイス
を有する基板上の混合信号処理器と;画像化器をハーメ
チックシールするよう画像化器と整列した光学的組立体
と共に配置された基板を有するメカニカルな封入組立体
とからなる画像化をなすために必要な全ての電源電圧を
発生する画像化組立体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は画像電子部品パッケ
ージングに関し、より詳細には基板上にCCDダイ及び
レンズを設けるために用いるマウンティングに対する基
準に関する。
【0002】
【従来の技術】関連する出願の相互参照 本出願はPeter Zepetella等により19
97年6月16日に出願された米国特許出願
(コダック文書番号第75814号)、”Circu
it Board Standoff”、Bryan
Beaman等により1997年6月16日に出願され
た米国特許出願08/876633、”Image P
ackaging Substrate”、Dean
Johnsonにより1997年6月16日に出願され
た米国特許出願08/876453、”Packagi
ng of Imaging Devices Ass
embly”、Dean Johnsonにより199
7年6月16日に出願された米国特許出願
(コダック文書番号第75822号)、”CCDAtt
achment Module”に関連する。
【0003】電荷結合デバイス(CCD)画像化器の使
用は画像検知の技術でよく知られており、CCD画像化
器は可視スペクトルに加えて赤外(IR)放射に感応す
る。典型的な応用でこの感応性は望ましくなく、光路に
IRフィルタを用いることにより軽減されてきた。典型
的にはCCD画像化器はリード線を有する集積回路(I
C)パッケージ内に封入され、このICパッケージ内に
ガラス又は透明プラスチック窓を有する。パッケージの
大きさを最小化するためにこの窓は典型的には傷や他の
欠陥がシステムの焦点面に近く、画像アーティファクト
として表れるようなCCDダイそれ自体の1ミリメート
ル以内に配置される。
【0004】画像化システム内のCCDダイの正確な位
置は光学ヘッドを形成するために用いられている要素の
集積から得られる公差の和により決定される。これらは
パッケージ内のダイの位置;レンズマウントに対するパ
ッケージ;レンズに関するレンズ鏡胴の位置を含む。典
型的なCCDパッケージは外的なパッケージ特性に関す
るダイの位置の配置に対する正確な基準を提供しない。
【0005】CCDデバイスは多数の基準から外れた電
圧レベルで歪みの少ないスイッチング波形入力を必要と
する。多数の比較的高い電圧(>10ボルトの振幅)、
低ノイズバイアス電圧がまた必要である。CCDが適切
なバイアスと差分スイッチング波形により駆動されると
きにCCDに配置される各画素のデジタル表現を提供す
るためにアナログ/デジタル変換器(ADC)を通して
クランプされ、サンプルされ、増幅され、処理される低
レベルビデオ波形を発生する。このデジタル出力は処理
及び/又は記憶用のコンピュータにより収集される。画
像化に用いられる典型的な光学ヘッド組立体はシステム
の残りと共有する画像化デバイス用の電源を設ける。ヘ
ッドの外部の回路の負荷シフトの関数としての電源変動
は画像捕捉での望ましくないアーティファクトを生ず
る。
【0006】上記より画像化感応デバイス及びそれに関
連する電子部品に利用可能な新たな電源を有する上記の
要求された要素を提供することがなお求められているこ
とは明らかである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はダイと
レンズマウントの両方が整列される基準を担持する基板
上に設けられたCCDダイを含む副組立体を組み込んだ
集積画像化ヘッド組立体を提供することにより従来技術
の上記問題を解決することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】レンズマウントはIRフ
ィルタでコートされ、ダイに対してハーメチックシール
された環境を形成するようダイ基板及びレンズマウント
と関連して作用するガラスカバーを含む。CCD副組立
体はプリント回路にマウントされ、これはCCDのアナ
ログビデオ出力をデジタルに変換するために必要な混合
信号処理器(MSP)電子部品と同様CCDに必要な高
電圧、低歪みスイッチング波形を発生する駆動回路を含
む。バッテリー又は他の電源から得られる電力をCCD
及びMSP電子部品に必要な一連の電圧に変換する専用
スイッチモード電源(SMPS)が含まれる。このSM
PSは画像化器及びそれに付随したアナログ処理回路の
動作のために専用にされ、それに対して最適化され、ホ
ストシステムのデジタル電子部品で発生する電力要求の
変動から隔離される。
【0009】本発明は上記の一以上の問題を克服するこ
とを目的とする。短く要約すると本発明の一つの特徴に
よれば、調整されていない電力の入力を有するプリント
回路基板に電子的に接続された半導体画像化器と;基板
上に含まれる少なくとも一つの電力調整器(レギュレー
タ)と;基板上の複数のクロック信号レベルトランスレ
ータと;アナログ/デジタル変換器及び入力状態と、出
力状態と、複数の制御信号とのデジタルインターフェイ
スを有する基板上の混合信号処理器と;画像化器をハー
メチックシールするよう画像化器と整列した光学的組立
体と共に配置された基板を有する機械的(メカニカル
な)封入組立体とからなる画像化動作をなすために必要
な全ての電源電圧を発生する画像化組立体が提供され
る。クロックトランスレータは垂直同期、水平同期、フ
レーム同期パルスの変換のために設けられる。画像化組
立体は更にCCD用の支持電子部品をも受けられる。支
持電子部品は少なくとも一つのCCD用の電圧源と専用
SMPSシステムにより給電される電圧とからなる。画
像化組立体は更に画像センサとレンズマウントが正確に
整列されるための基準を含む。IRフィルタはレンズマ
ウントに取り付けられる。レンズはレンズマウントに画
像化器から少なくとも3mm離れてマウントされる。画
像化組立体は複数のクロック信号レベルトランスレータ
を有し、更に少なくとも一つの差動高電圧クロックを有
する。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明のこれらの及び他の目的、
特徴、利点は以下に図を参照して好ましい実施例の詳細
な説明により明らかとなる。理解を容易にするために可
能な場合には図の間で共通の同じ要素を示すために同一
の符号が用いられる。
【0011】図1は従来技術の配列による典型的なCC
D画像化器25を示すブロック図である。画像化器25
は従来技術の窓を有する集積回路パッケージ5にパッケ
ージされ、回路基板6に設けられる。レンズ10を有す
るレンズマウント16は画像位置の6つの自由度がレン
ズ鏡胴15に関して知られている配置で固定されるよう
に配置される。この配列は典型的な従来技術のCCDパ
ッケージはダイ配置に関する外的なメカニカルな基準を
含まない故に能動配列処理を通して一般的になされる。
【0012】IRフィルタ14はCCD25が可視領域
の外側のスペクトル成分に応答するのを抑制するために
光路に含まれる。IRフィルタ14なしでCCD25の
赤、緑、青色の応答は全てオフセットされ、色の忠実性
が不良な結果を生ずる。IRフィルタ14はレンズ要素
又は光学的スタックの別の要素にコートされる。画像化
器タイミングを駆動するために必要な論理レベルクロッ
ク信号は専用のハードウエアにより発生され、CCD2
5で必要な比較的高電圧で低歪み差動スイッチング波形
に変換される。CCD25のビデオ出力は混合信号処理
器(MSP)24により処理され、これは相関二重サン
プラー(CDS)及びデジタル画素データを得るための
アナログ/デジタル変換(ADC)をなすアナログ回路
を有する。MSP24の出力は画像化システムの全ての
動作を同期させるホストシステムのコンピュータシステ
ム20により記憶され及び/又は更に処理される。
【0013】典型的なシステムでは複数出力スイッチト
モード電源(SMPS)26はバッテリー又は他の電源
から種々のアナログドライバを駆動するために必要な一
連の電圧に変換する。CCD25のクロックとMSP2
4の機能を駆動するために用いられるSMPS26の電
圧の後の制御は典型的に及び主にデジタル処理サブシス
テムでの負荷変動による出力調整変化(output
regulationvariability)によ
る。
【0014】図2は本発明による画像化器の実施例のブ
ロック図であり、集積された画像化ブロック39及び関
連する電子部品を示す。CCD25は集積されたレンズ
マウント30内に設けられ、それに含まれる整列機構を
また有し、そこでレンズ鏡胴34に対するマウンティン
グと整列(アラインメント)がなされる。増強された性
能のためのシステム電子部品の仕切はまた示される。従
来技術の光学的整列問題を除去するために、CCD25
は基板35に設けられている基準点(図示せず)に関し
て正確な方向で整列され、設けられる。次にCCD25
はレンズマウント36からなるメカニカルな副組立体
と、IRフィルタ32がコーティングされたガラス窓要
素31で囲まれる。IRフィルタは平面又は光学的倍率
を有する(即ちレンズ)ガラスカバー要素を含むシステ
ムのいかなる要素にも含まれうる。この組立体はレンズ
マウント35の光軸に対してCCD25の正確な整列を
保証するようCCD25それ自体に向かうように用いら
れる同じ基準点に関して知られた方向に正確に配列さ
れ、設けられる。
【0015】画像特性回路40はCCDクロックドライ
バ42と、専らシステムのCCD25とMSP44素子
に電力を供給するよう最適化された最小のSMPS46
構成と共に共通のプリントされた回路に設けられたMS
P電子部品44とからなる。このプリントされた回路は
以下の特性を有する集積された画像クロックを形成する
ためにCCD25を担持する基板35に設けられる。
【0016】1. CCD25はパッケージでハーメチ
ックシールされ、レンズマウント34がまた整列される
メカニカルな基準点に正確に整列される。これによりレ
ンズ50のCCD25に対する能動的整列の必要がなく
なった。変動がビデオ品質に非常に鋭敏に影響する標準
と異なる論理電圧を必要とするCCD25用の支持電子
部品はCCD25と緊密に集団化され、専用のSMPS
46システムに給電する。SMPS46要素に関連する
画像化器の設計はホストコンピュータシステム20に論
理電力を供給する電源からそれらを分離することにより
簡単化される。アナログ部分の比較的低い電力要求は小
さな高スイッチング周波数の制御器(図示せず)により
満足されえ、磁気的及び容量的素子の両方の大きさを減
少し、電圧制御を向上し、高出力低周波数制御に関する
リップルを減少する。得られた高品質のSMPS46出
力は後でのリニア調整を省略可能であり、更なるコス
ト、大きさ、出力損失の減少が可能である。
【0017】本発明はその特に好ましい実施例を参照し
て詳細に説明されてきたが、変形及び改善は本発明の精
神及び範囲内で有効である。
【0018】
【発明の効果】より問題の少ないより信頼できる電源か
ら改善された画質が得られる。コストと部品点数の減少
は画像センサへのレンズの簡単化された整列を有する要
素からなる光学ヘッド内に全ての電源設けることにより
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術の配置の典型的なCCD画像化器を示
すブロック図である。
【図2】レンズ鏡胴に対して一体化マウンティングさ
れ、整列された基板上のCCDダイにマウントされた本
発明による実施例のCCD画像化器を示すブロック図で
ある。性能を増強するためのシステム電子機器の仕切が
また示される。
【符号の説明】
5 集積回路パッケージ 6 回路基板 10 レンズ 16 レンズマウント 15 レンズ鏡胴 14、32 IRフィルタ 20 コンピュータシステム 24 MSP 25 画像化器 26、46 複数出力スイッチトモード電源(SMP
S) 39 画像化ブロック 30 レンズマウント 34 レンズ鏡胴 35 基板 36 レンズマウント 31 ガラス窓要素 40 画像特性回路 42 CCDクロックドライバ 44 MSP
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デビッド エム オルリッキ アメリカ合衆国,ニューヨーク 14616, ロチェスター,ピクチャレスク・ドライヴ 5

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】調整されていない電力の入力を有するプリ
    ント回路基板に電子的に接続された半導体画像化器と;
    基板上に含まれる少なくとも一つの電力調整器と;基板
    上の複数のクロック信号レベルトランスレータと;アナ
    ログ/デジタル変換器及び入力状態と、出力状態と、複
    数の制御信号とのデジタルインターフェイスを有する基
    板上の混合信号処理器と;画像化器をハーメチックシー
    ルするよう画像化器と整列した光学的組立体を配置され
    た基板を有する機械的囲繞組立体とからなる画像化動作
    をなすために必要な全ての電源電圧を発生する画像化組
    立体。
  2. 【請求項2】クロックドライバと;アナログ/デジタル
    変換器及びデジタル出力領域を有する混合信号処理器
    (MSP)と;スイッチモード電源(SMPS)配置と
    からなる画像化動作をなすために必要な全ての電源電圧
    を発生するための画像化ブロックの一部分として用いら
    れる半導体デバイス。
  3. 【請求項3】ブロック内に含まれる少なくとも一つの電
    力調整器と複数のクロック信号レベルトランスレータと
    を有するようデバイスへの調整されていない電力の入力
    を有する半導体デバイスを設ける段階を含む画像化動作
    をなすために必要な全ての電源電圧を供給する画像化ブ
    ロック組立体を形成する方法。
JP10163283A 1997-06-16 1998-06-11 集積画像ヘッド及びその形成方法 Pending JPH1169080A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US87645697A 1997-06-16 1997-06-16
US876456 1997-06-16

Publications (1)

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JPH1169080A true JPH1169080A (ja) 1999-03-09

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ID=25367754

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JP10163283A Pending JPH1169080A (ja) 1997-06-16 1998-06-11 集積画像ヘッド及びその形成方法

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Also Published As

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EP0886441A3 (en) 2000-05-10
EP0886441A2 (en) 1998-12-23

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