JPS6066201A - 固体撮像素子装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 この発明はビデオカメラなどに使用される固体撮像素子
装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

フォトセンサ及び電荷転送素子を利用した固体撮像索子
が開発されており、ファクシミリの読みとり用ラインセ
ンサ、ビデオカメラ等に使用されている。固体１岐、声
素子は、大規模集積回路の一種であり、その素子板体は
、配線の酸化や温度による特性劣化、はこりを避けるた
め及び保護のためにパッケージに納められている。

第１図は一例としてビデオカメラ用二次元センサの外観
を示す。図において、１ノはパッケージであり、１２は
撮像板テップ、１３にシーリングガラスである。このよ
うに、撮像板チップ１２は、外部環境と遮断されている
。パッケージ１ノ内は窒素ガスなどの不活性気体が封入
され、素子の特性劣化が防止される。

第２図は、撮像板チップ１２の撮像面側の基本構造であ
る。１５はフォトダイオード群、１６゜は垂直方向転送
部、１７に水平方向転送部である。転送部には電荷転送
素子、いわゆるＣＣＤが用いられる。１８は出力増幅器
である。被写体像は、レンズ等の光学系によって受光面
上に結像し、フォトダイオード群によって電荷に変換さ
れる。Ｎチャンネル形素子でハ電子となる。

従って、被写体像は、たとえば基盤の目状に配列された
フォトダイオード窓で空間サンプリングされることにな
る。このため、基盤の目の配夕１ｊ数によって定まる空
間的なナイキスト限界というものが存在する。同時に、
フォトダイオードの開口の大きさが、空間応答を与える
ことになる。

第３図は、水平方向のみに着目したセンサの空間周波数
応答の一例である。本素子体の場合、水平方向４００、
垂直方向４９０の画素を持つセンサであり、フォトダイ
オードが水平方向２２μ）ピンチ、垂直方向１３μｍピ
ッチで配列されている。フォトダイオードの大きさは、
水平方向８μｍ１垂直方向７．５μｍであるから、ナイ
キスト限界は水平約２８０　ＴＶ本、垂直約３５０本と
なる。一方、フォトダイオードの開口による応答は、５
ＩＮＣ関数によって表現される。

Ｄ　：フオトダイオードの開口率 ｆ　：空間周波数 ｆ、：ナイキスト限界 よって、最初の零点は、ナイキスト限界の２．７５倍（
７７０本）という高い周波数にあられれる。

従って、サンプリング定理を満たして偽信号の発生を少
なくする為には、被写体に含まれるナイキスト周波数以
上の成分を抑圧することが必要である。通電ホ苓ビート
としてナイキスト周波数付近の空間周波数の妨害がもつ
とも目につきやすい。

ナイキスト周波数付近の信号成分を抑圧するために、そ
の複屈折作用を利用した水晶板による空間ローパスフィ
ルタが用いられ、帯域制限が行なわれる。水晶板は、第
４図１／Ｃ７Ｊ＜すよりに入射光が円偏光であれば、複
屈折作用により潜光と異常光に分離して、各々別の光路
を生じさせる。分離幅（ｄ）は、水晶板２０の厚み（１
）と、水晶の散光２１Ａと異常光２１ｆ３の屈１ｆｆＴ
ｉｎ。。

ｎ６との間に次の関係を有している。

よって、ｄ＝２２μではｔ＝３．７４Ｕ、！−なる。

特に、単板カラー用撮像板によると、ナイキスト周波数
を変満色信号の搬送周波数として用いることが多いため
、上述したような水晶板による空間ローパスフィルタが
必要となる。

さらにまた、撮像板チップは、シリコンをベース材料と
して作るため、第５１囚の特性カーブ２５で示すよう１
分光感度特性を有する。これは力２−用として適正な分
光特性２６とは若干異なる。このため、第５図の）に示
すように長波長側に伸びた余分な分光感度特性２７を示
すシアンフィルタと、分光感度特性２８を示すＩＲカッ
トフィルタを組み合わせてＰ９ｒ望の分光感度を得てい
る。

上記のような所望の分光感度を得るために、従来に、撮
像レンズと撮像板チップとの間に第６図に示すような光
学系及びフィルタ系が設けられる。３１に撮像レンズ、
３２はシアンフィルタ、３３はＩＲカットフィルタ、３
４は空間ローパスフィルタである。

〔背景技術の問題点〕

上記従来の撮像装置によると、各々のレンズ、及びフィ
ルタが光学的反射面として作用する割合が高く、光の散
乱によるフレア現象、ゴーストによる偽信号が多く発生
する。この結果、著しく画質を劣化させる。光学的反射
の対策として、各反射面に反射防止コーティングを施し
て、対処する方法はあるが、完壁ではない。また、これ
らの光学部品に、そのとりつけのために、何らかのホル
ダーを必要とし、そのため機構設計の煩雑、重量増加、
撮像装置の小形化軽量化の障害、価格の増大をまねく。

さらにシーリングガラスの気泡、ごみ、はこり傷等に対
する品質管理上も煩雑となる。

〔発明の目的〕

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、本質的
にサンプリング系である固体撮像板チップへの入射光の
空間周波数を帯域制限するフィルタあるいは分光感度特
性を補正するフィルタ、もしくはその両方を、パッケー
ジ部のシーリングガラスとして用いることにより、フレ
ア。

ゴーストの発生を著しく低減し、光学系の構造及び設計
を簡単にし得る固体撮像素子装置を提供することを目的
とする。

〔発明の概要〕

この発明では、撮像板チップ４０を収納したパッケージ
４１の入党側を封止するシーリングガラスとして、空間
フィルタ特性を有した部材を用いることによって上記目
的を達成するものである。

〔発明の実施例〕

以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第７図はこの発明の一実施例であり、撮像板チップ４Ｑ
は、例えば有底円筒状のセラミックによるパッケージ４
ノの内部底壁に接着され１パツケージ４０の開口は、た
とえば、空間ローパスフィルタとしての水晶板４２がシ
ーリングガラスをかねて閉封されている。そして、ガラ
ス半田４３等によって溶着されている。ここで。

水晶板４２は、両″面に反射防止コーティングが施され
ても良いし、片面のみでも良いし、又に施されなくても
良い。

〔発明の効果〕

上記の固体撮像素子装置によると、撮像板チップ４０が
気密シールドされることはもちろんのこと、水晶板４２
によって、空間周波数を帯域制限する作用も得られる。

従って、パッケージ部の外に、あえて水晶板及びこれを
保持するためのホルダーを必要としない。さらに、光路
中に含まれる光学ガラス板を従来よりも少なくすること
ができ、光学的反射面数も少なくできる。この結果、フ
レア、ゴースト等の発生は著しくおさえられることにな
る。さらにまた、従来に比べてガラス板が減少したこと
は、光学ガラス板に要する費用が、ごみほこり、傷防止
管理をも含めて、大幅に削減できることを意味し、また
ホルダー類の設計製作に要する費用も低減することがで
きる。そして、装置全体の価格を低下させるのにも有効
となる。

〔発明の他の実施例〕

上記の実施例においては、シーリングガラスとして光学
的ローパスフィルタを構成する水晶板のみを用いた例を
説明したが、これに限定されるものではない。たとえば
、第８図に示すように、光学的ローパスフィルタと分光
感度補正フィルタを組み合わせた複合フィルタ４５でお
っても良い。なお第７図と同一部に同じ符号を付して説
ＢＡは省略する。また、上記の水晶板４２には、反射防
止コーティング以外にも、赤外反射膜コーティング、赤
外透過コーティングを行っても良い。また水晶板は１枚
に限らず２枚以上貼り合わせたものでも良い。さらに、
本装置は、２次元ＣＯＤイメージセンサに限ラス、他の
ディスクリートな画素構成を有するイメージセンサにも
適用可能であり、また−次元イメニジセンサにも適用で
きる。第９図に、水晶板４２とシアンフィルタ４７との
複合フィルタ４５でおる。第１０図は、水晶板４２と、
シアンフィルタ４７と赤外カットフィルタ４８との複合
フィルタ４５である。

上記したように本発明は、フレア、ゴーストの発生を著
しく低減し得、光学系の構造及び設計な簡素化し、製作
も容易で低価格化が得られる固体撮像素子装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図に、従来の固体ｍ像素子装置を示す構成説明図、
第２図は撮像板チップの基本構造図、第３図に撮像素子
センサの水平方向の梁間周波数応答特性、第４図は水晶
板の複屈折作用説明図、第５１囚、第５図（１３）は、
撮像素子センサの分光感度特性例を示す図、第６図は従
来の撮光カメラの光学系構成説明図、第７図はこの発明
の一実施例を示す構成説明図、第８図、第９図、第１０
図はそれぞれこの発明の他の実施し１」を示す図でろる
。 ４０°°°撮像板チツプ、４１・・・パッケージ、４２
・・・水晶板、４５・・・複合フィルタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮像板チップを収納するためのパッケージと、このパッ
   ケージの入光側開口を閉じて前記撮像板チップを外部雰
   囲気からしゃ断する光透過部拐でろって、かつ光学的な
   フィルタ特性を有した部材とを具備したことを特徴とす
   る固体撮像素子装置。