JPS61147694A

JPS61147694A - 光電式センサ−アレ−支持パツケ−ジ

Info

Publication number: JPS61147694A
Application number: JP60256687A
Authority: JP
Inventors: Seiji Ochi; 大地　成治
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1984-11-19
Filing date: 1985-11-18
Publication date: 1986-07-05
Also published as: US4644390A

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】ラドステート画像検出装置、特に複数ソリッドステート
画像アレーを用いるカラーテレビカメラのる関心がます
ます高まっている。これらのカメラにはンリツドステー
トセンサー、すなわちよく知られたビジコンチューブの
代りにフォトダイオード、電荷結合素子、ＢＢＣまたは
他のソリッドステートな光Ｎｒ式トランスジューサのい
わゆる画像アレーが用いられる。各アレーは光電素子マ
トリックスアレーを限定するために元厄式トランスジュ
ーサの原形または柱状マトリックスで構成される。結像
された対称物からの光はソリッドステート画像アレーの
素子上に当り、サンプリングパルスにより素子がサンプ
ルされて各アレー素子により吸収された光の強さに応じ
て電気信号かに生ｒる。カラーカメラ装置では、襞微ソ
リッドステート画像アレーが用いられるが、晋通は２〜
６アレ一式が用いられる。２アレ一式装置では、レンズ
、ミラー、ハーフミラ−と共に適切なプリズム、ダイク
ロイックミラー、またはフィルターを用いて対称物の像
が２つ生じ、その各々には選択した波長のみの光を含む
ことが知られている。こうすることにより、第１の像に
は対称物から緑色だけを受光させ、第２の像にはその赤
色と青色だけを受光させることも可能である。緑色は２
ツの画像アレーのうちの１つで受光させ、赤色と青色は
もう１つの画像アレーで受光させる。ＣＯＤ、ＢＢＤ。

光電子ダイオードまたは向等の光電装置であるアレーの
菓子はサンプリングパルスによりサンプルされて、第１
および第２アレーによりそれぞれ受光された緑色および
赤／青色の強さに比例して電気信号を発生する。これら
の電気信号は従来の処理装置により処理されて対称物の
緑色、赤色および青色成分を代表する記号化信号を発生
し、この信号が受信器に送られ、そεで記号化信号が解
読されて対称物の画像が再構築される。再構築された画
像の分析には２アレーの対応素子を適当に整合させるこ
とが必要であることは明らかでありよく知られているこ
とである。

また、それぞれが光電素子のマ）　ＩＪラックス構成さ
れる３個のソリッドステート画像アレーによりソリッド
ステートカラーテレビカメラを形成することも知られて
いる。２アレー装置の場合と同様、３アレー装置も適切
なレンズ、ミラーおよびハーフミラ−と共にプリズム、
フィルターまたはダイクロイックミラーのシステムを用
いて、対称物の複数画像を作り出し、各画像は選択色に
なっている。たとえば、第１画像には対称物の緑色成分
だけを集め、〆２画像には赤色成分だけを、また第６画
像には青色成分だけを集めることも可能である。選択さ
れた色の光をそれぞれのアレーに当て、そこでサンプリ
ングパルスに応じて光を第１、第２および第３のソリッ
ドステート画像アレーの素子により受光された緑色、赤
色、および青色の頒さに応じた電気信号に変換すること
も可能である。これらの電気信号は記号化されて受信器
に送られ、そこで対称物の画像が再構築される。

このようにして対称物の画像が無敵の画点すなわちピク
セルに分割され、各点は基本色成分に分離される。ソリ
ッドステート面位ではアレーの各素子は画点に対応する
。色を伝達するためにＭｋアレーを設けている場合、異
なるアレー内の対応素子は各画点の色とその強さを限定
する。これらの対応素子は、最適分解能を得るために互
に厳格に定めた位置関係を保たなければならない。

複数ソリッドステート画像アレーを用いるカラーテレビ
カメラにはこのように款しい位置決めを行なう必要があ
るため、非常にむつかしくかつそれを満足するためにコ
スト高を招くことが多い。

１９７６年８月１７日付で公告された山中氏違の米国特
許はＭｆｉアレ一式ソリソリッドステートカメラするも
のであり、各画像アレーはＣＯＤのマトリックスで構成
され、各００Ｄは画紫と考えられている。この特許の第
５図にはカラーカメラ装置を示してあり、この中で対称
物の光像はレンズ、ハーフミラ−およびミラーを通して
投光され、対称物の３画像が形成される。各画像はそれ
ぞれの画像アレーの前に配置された異なるカラーフィル
タを通過し、画像アレーは異なるチップ上に形成される
。このようにして各色画像が異なるアレー上に投光され
、各アレーの各−紫における色強度情報が読み取られて
処理される。山中氏達は、各アレーで生じたビデオ信号
の組合せである最終ビデオ信号はベースバンドならびに
サイドバンド成分を発生させ、これらはある状況下でサ
ンプリング誤差を発生させると述べている。このサンプ
リング誤差は最終ビデオ信号から再生された画像同のち
らつきの原因となる。山中氏達はさらに、あるソリッド
ステートアレーを他のアレーに対し水平方向に非常に精
密に位置決めすることによりこのサンプリング誤差を除
くことが可能であることを発見した。

アレーを精密に位置決めすることは非常に困難な仕事で
あることを山中氏達は体験した。１９８１年２月３日付
で公告された山中氏達の米国特許屋４．２４９，２０３
の中で、水平方向に並んだ数百個の画素（ＣＯＤ）を有
するソリッドステートアレーを用いると、異なるチップ
上の数個のアレーを機械的に位置決めすることは非常に
困難であると述べである。山中氏の特許では、ソリッド
ステートアレーの機械的位置決めをあきらめて複雑で高
価な電子的な別の方法を採用している。

ソリッドステート画像アレーの精密な位置決めが必要な
ことは、サンプリング誤差を除くために精密な水平位置
決めを要する山中氏達の限定状態に限ったことではなく
、名硬像を正確に回生ずるため像ビームに対して特定の
相対的なＸ、Ｙおよび角度位置に関して複数のセンサー
を位置決めする必要があるので一般の場合にもあてはま
ることである。横方向、縦方向または角度的にずれがあ
る場合は、画像センサー上の画像は他の画像の上に正確
に重複再生されないであろう。

カラーテレビカメラのソリッドステート画像アレーが、
１９８３年１１月１５日付で公告された用端氏の米国舟
許Ａ４，４１５，９２４の第２図に示す方法で配置され
た場合、位置決めの問題は非常に厳しくなり、複雑で高
価な電子的な解決法によるかあるいは用端特許に開示さ
れたような特許設計の高価な光電式トランスジューサー
を用いることしか実際上の解決は不可能である。

用端特許のｖ１敗センサー位置決め方法を改良して１枚
のプリント回答敏上に２個のセンサーを設置する方法が
知られている。この構造に関しては岩沢氏達の米国特許
４４，３６９，４５９の第５図を参照されたし。ペニン
トン達の米国特許＆４，２６４．９２１では、単一チッ
プの上にＶｔｔ敵のアレーを位置決めするかあるいは一
枚のプリント板上に複数のアレーを配置すると複数セン
サーカラーファクシミリ装置の便数センサーを位置決め
する作業にセンサーを配置することを必要とせずに複数
センサーカメラの複数センサーの位置決めを単純化する
別の技術に関するものである。

ソリッドステートテレビカメラの復故ソリッドステート
センサーを精密に位置決めすることは、カメラ構造内に
センサーを組み込む前にセンサー支持パッケージ内にセ
ンサーを事前装着するコトにより一層容易に実現できる
。センサー同志の位置決めは容易であるから、上記の方
法によると対称物画像へのセンサーの位置決めが容易と
なる。

本発明のセンサー支持パッケージを用いると、ある定っ
た相互角度（９０°が好適）をもたせてソリッドステー
トセンサーを配置することが可能となる。この９ｃＰ配
置はＬ形パッケージを形成し、２個のセンサーを収容し
て１１ｄはＬのベース部にもう１個はＬの膨部に配置で
きる。センサーは位置決メマークのついた従来のダイス
またはチップ上に形成される。垂直、水平および角度的
に２個のセンサーを位置決めするために、顕微鏡および
位置決めマークを用いる従来のチップ位置決め技術を用
いて片方のセンサーで受光された画像を他方のセンサー
で受光された画像に重複させることも可能である。Ｌ字
形パッケージの別の利点は、プリズムブロックを備えた
ビームスリットにカバーガラスの役割を持たせて別のカ
バーガラスを不要する。

前述のように、複数画像アレー（センサー）テレビカメ
ラは、対像物画像ビームを各々が対称物画像ビームの選
択波長・のみを含む２個ないし６１画の画像に分割する
ためのプリズム、ハーフミラ−ならびにフィルターと共
に２個または５個のセンサーを使用している。飼えば、
第１図はテレビカメラ用の従来型２センサーシステムを
示している。

この２センサーシステムはセンサーＡ１センサーＢ１プ
リズム２、ならびにレンズ４で構成される。

対称物画像ビーム６はレンズ４によりプリズム２上に結
像される。プリズム２はハーフミラ−面８を含み、これ
により、ドーム６は表面８からセンサーＡに伝達される
ビーム６′と表面８からセンサーＢに反射されるビーム
６とに分割される。センサーＡお上びＢはそれぞれ数個
の自由度を持つ別々のサポート上に支持されているので
、多くの位置的な調心誤差が存在する。

センサーをカメラに組み込む前に、センサーＡおよびＢ
を剛体支持パッケージ内に装填し、かつ剛体支持パッケ
ージ内でセンサー相互の位置決めを行なうことにより、
本発明の教示に従えば数個の位置的な調心誤差が解消で
きる。センサー支持パッケージは相互に定めた角度で２
個の位置決めされたセンサーを配置保持するような構造
になっている。この角度は９０）にするのが好都合であ
り、そうすると立体プリズムブロックにビームスプリッ
タとカバープレートの２つの機能を持たせることが可能
となる。さらにこのプリズムブロックはビームをセンサ
ー上に結像させることも可能となる。

第２図および第３図は、本発明の教示に従う好適なパッ
ケージを示す。第２図は所定位置にあるプリズムブロッ
ク番示すブロックの側面図であり、８３図は第１図に示
すパッケージからプリズムブロックを除いた斜視図であ
る。簡単のためダイ従層パッドは省いである。

特に第２図および第３図を参照すると、支持パッケージ
１０にはベース部１２と脚部１４が含まれている。第１
半導体チップ上に形成されたセンサーＡは脚部１４内の
適当なサポート（図示せず）に取り付けられ、一方他−
の半導体上に形成されたセンサーＢは脚部１２内の適当
なサポート（図示せず）に取りつけられる。接触ビン１
６はセンサーから伸延して、センサーＡ、Ｂとカメラ処
理記号化回路との間の電気的導通を行なっている。パッ
ケージ１０のベース１２は脚部１４に対し９０）の角度
をなすように図示しである。こうして、第６図のように
パッケージがＸ、Ｙ、Ｚ座ｇ系上に存在するように図示
され、ベース部１２がＹＺ面にあり、かつ脚部がＸＺ面
にあるように図示されている。

光電式センサーを２個しか持たない光電式センサー支持
パッケージまたは２個の９ＣＰ配置センサーを持つ光電
式センサーパッケージに本発明の教示が限定されるもの
でないことを理解すべきである。本発明の教示には、セ
ンサーをカメラに組み込む前に９０）以外の角度でセン
サーをセンサーパッケージに位置決め、心合せおよび取
付ける内容も含まれている。

第２図において、ビーム分割プリズムが所定位置でカバ
ープレートとして図示されている。先行技補の場合と同
様、レンズ４により結像された対称物画像ビーム６はハ
ーフミラ−またはグイクロイックミラー面８を有Ｔるプ
リズム２により受光される。レンズ４からのビーム６は
、センサーＡに伝達される伝達ビーム６′とセンサーＢ
に伝達される伝達ビーム６″とに分割される。もし必要
なら緑色フィルターまたは赤／青フィルターのような適
切なフィルター（図示せず）をパッケージ内のプリズム
２とセンサーの間に配置してもよい。レンズ４はセンサ
ーパッケージ１０の一部ではなくむしろカメラの一要素
を構成することを理解すべきである。サポートパッケー
ジ１０をカメラに組み込む際は、これをカメラレンズし
たがって対称物画像ビーム６に調心させる。センサーは
予めパッケージ内で相互に調心しであるので、対称物ビ
ームをセンサーパッケージ１０にしたがってセンサーに
対して行なう調心は比較的簡単な作業である０第４図はセンサー支持パッケージ１０内でセンサーＡを
センサーＢに調心する一例を示している。

チップ保持センサーＡは、座標ＸＺ工ならびにＸｚ２で
指定された２個の位置決めマークを付しである。もちろ
ん、別のマークまたはもつと多くのマークを用いること
も可能である。センサーＡを肺部１４に、またセンサー
Ｂをベース部１２に取りつけた状態で、マークＹＺ１が
基準スケールのＹＺ工座標に一致するまで顕微鏡嵌察の
もとてセンサーを移ｇ９させる。またマークＹＺ２．．
ＸＺ４およびｘｚ２が基準スケールの対応座標と同様に
一致するまでセンサーを移動させる。

センサーパッケージ１０の製作は簡単かつ安価にするこ
とが可能である。第５Ａ図〜第５Ｃ図は２センサーパツ
ケージを形成するための好適な製造段階を示している。

パッケージ１０はその主支持構造体としてＬ字形金属単
体プレート２０を有している。この金属プレート２０は
、センサーチップ支持センサーＡおよびＢが取りつけら
れる表面を形成させることもできる。セラミックあるい
はプラスチック成形物２２が単体プレート２０を包囲し
ている。接触ピンおよび接着パッドとの導線は図示して
いない。続いてセンサーＡおよびセンサーＢがパッケー
ジに取りつけられ調心される。

単体プレート２０もダイ基板へのコンダクタとし・用い
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、２アレ一式複故センサーアレーンリ置を示す
。第２図および第６図は本発明による光電式センサーアレ
ー支持パッケージの好適実施例を示す。第４図は、第２図および第３図に示す支持パッケージに
取りつけた２個のセンサーのための調心方法を示す。第５Ａ図〜第５Ｃ図は本発明の支持パッケージが製造中
に経過するいくつかの段階を示す。（図中符号）２・・プリズム、ビーム分割プリズム４・・レンズ６．６．６・・ビーム、画像ビーム８・・ハーフミラ−面、ダイクロイックミラー面、１０
・・支持パッケージ、センサーパッケージ、１２・・ベ
ース部１４・・脚　部１６・・接触ピン２０・・金属プレート、Ｌ字形金属単体プレート、２２
・・セラミックまたはプラスチック成形物ラドステート
テレビカメラ内の従来型センサー配第１図第２図第　　４　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ベース部と、選んだ角度でベース部に剛性結合し
た脚部と、光電式センサーアレーを前記ベース部に固定
的に取りつけるための前記ベース部内の装置と、光電子
センサーアレーを前記脚部に固定的に取りつけるための
前記脚部内の装置とで構成されることを特徴とする光電
式センサーアレー支持パッケージ。
（２）前記選んだ角度が９０°であることを特徴とする
、特許請求の範囲第１項に記載の光電式センサーアレー
支持パッケージ。
（３）前記ベース部および脚部に取りつけたビーム分割
プリズム装置を含み、前記プリズム装置がビーム分割機
構であると同時にカバーガラスでもあることを特徴とす
る、特許請求の範囲第１項に記載の光電式センサーアレ
ー支持パッケージ。
（４）前記ベース部および脚部がＬ字形金属単体プレー
トから形成され、かつ前記金属プレートの少なくとも一
部が絶縁材の成形物により覆われていることを特徴とす
る、特許請求の範囲第２項に記載の光電式センサーアレ
ー支持パッケージ。
（５）前記絶縁材がセラミックであることを特徴とする
、特許請求の範囲第４項に記載の光電式センサーアレー
支持パッケージ。
（６）前記絶縁材がプラスチツクであることを特徴とす
る、特許請求の範囲第４項に記載の光電式センサーアレ
ー支持パッケージ。