JPH0134510B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は限られた画素数の固体撮像素子を用い
て解像度の高い像を得ることができ、しかも耐震
性等の機械的強度に優れた固体撮像装置に関す
る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

CCD等の固体撮像素子は、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つて定まる
為、高解像度化を図ることが困難であると云う不
具合を有していた。

そこで本発明者らは先に、特願昭57―78328号
（特開昭58―196773号）等において、上記限られ
た画素数の固体撮像素子を用いて高解像度化を図
つた装置を提唱した。この装置は第１図ａ，ｂに
その斜視図と断面構成図とを示すように、固体撮
像素子１を載置固定した第１の基板２を、第２の
基板３上に振動自在に設けられた圧電振動子４の
中央部に取付け、上記圧電振動子４の振動により
前記固体撮像素子１を空間的に矢印Ａ方向に振動
させるようにしたものである。尚、第１図ａ，ｂ
中、５は第２の基板３上に設けられて前記圧電振
動子４の両端を固定支持してなる支持体であり、
６は圧電振動子４の中央部を前記第１の基板２に
固定してなる固定部材、７は固体撮像素子１を第
１の基板２上の配線パターンに電気的に接続する
ボンデイング・リード線、そして８は、第１の基
板２の配線パターンと第２の基板３の配線パター
ンとを接続して、前記固体撮像素子１とその外部
駆動回路とを接続してなるフレキシブルリード線
である。

このように構成された装置によれば、例えば圧
電振動子４に矩形波形電圧を印加して矢印Ａ方向
に振動させ、これによつて振動される固体撮像素
子１により、各振動位置にてそれぞれ撮像入力し
た像を合成処理することにより、固体撮像素子１
自体が有する解像度以上の解像度の高い像を得る
ことができる。

然し乍ら、このように構成された装置にあつて
は、第１の基板２が第２の基板３に対して圧電振
動子４を介して振動自在に支持されている為、例
えば強い衝撃が加わつたとき、圧電振動子４がそ
の破壊振幅を越える曲がりを受けて破壊し易いと
云う不具合があつた。つまり、耐震性等の機械的
強度が乏しい。その上、上記の如く構造を採用し
ている為、装置全体としての形状が大型化する等
の問題もあつた。

〔発明の目的〕

本発明はこのような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、限られた画素数
の固体撮像素子を用いて解像度の高い像を得るこ
とができ、しかも耐震性に優れた簡易な構造の固
体撮像装置を提供することにある。

つまり本発明は先に提唱した高解像度化を図つ
た固体撮像装置に改良を加え、これによつて耐震
性を向上させた簡易で実用性の高い構造の固体撮
像装置を提供することを目的とするものである。

〔発明の概要〕 本発明は固体撮像素子を載置固定してなる第１
の基板を、第２の基板上に振動自在に設けられた
圧電振動子に固定して空間的に振動させるように
すると共に、上記圧電振動子の破壊振幅より狭い
範囲に前記第１の基板の振動幅を規制する為の位
置規制体を前記第２の基板に設けたことを特徴と
する固体撮像装置である。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、第１の基板（固体撮
像素子）を振動自在に支持する圧電振動子に、衝
撃等によつて大きな応力が加わつても、圧電振動
子の曲りが位置規制体によつてその破壊振幅以下
に抑えられるので、圧電振動子が破壊したり、ま
た曲りが元に戻らなくなる等の不具合がなくな
る。つまり、その耐震性を十分高いものとして、
機械的安定性を確保することが可能となる。しか
も固体撮像素子の振動移動によつて、その画素数
以上の解像度の高い像を効果的に得ることがで
き、実用上絶大なる効果が奏せられる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例につき説
明する。但し、第１図に示す装置と同一部分には
同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第２図は本発明の第１の実施例を示す装置断面
構成図である。この装置が特徴とするところは、
第２の基板３上に前記第１の基板２の振動幅を規
制する為の位置規制体１１を設けた点にある。こ
の位置規制体１１は、例えば板状部材または棒状
部材からなり、前記第１の基板２の振動方向側辺
に当接してその振動幅を規制するものである。し
かして、位置規制体１１は、前記圧電振動子３の
破壊振動振幅距離より狭い間隔で前記第１の基板
２が振動可能な位置に設けられたものとなつてい
る。尚、この位置規制体１１は、例えば前記フレ
キシブル・リード線８等に接触する等して第１の
基板２の振動を妨げることのないように配慮され
て設けられることは云うまでもない。

かくしてこのように構成された装置によれば、
固体撮像素子１を載置固定してなる第１の基板３
は、通常圧電振動子１の振動駆動によつて所定振
幅で振動される。これにより、固体撮像素子１の
各振動位置における像信号を合成して解像度の高
い像を得ることが可能となる。

一方、装置に衝撃が加わつたとき等、その応力
によつて前記第１の基板２が振動するが、このと
き第１の基板２の側辺が位置規制体１１に当接し
て、その振動幅が規制される。この結果、圧電振
動子４に伝わる振動振幅は、その破壊振動振幅よ
りも狭く抑えられることになるので、これによつ
て圧電振動子４が破壊することが阻止される。故
に、これを耐震性に優れたものとすることが可能
となる。また本装置は、位置規制体１１を設けて
固体撮像素子１、第１の基板２、および圧電振動
子４の振動振幅を抑制すると云う簡易な構造であ
り、実用的利点が非常に高い。

第３図は本発明の第２の実施例を示すものであ
る。この実施例装置が先の実施例と異にするとこ
ろは、位置規制体１２として第１の基板２の上下
方向振動幅をも規制する片部１２ａを設けた構造
のものとしたものである。即ち、位置規制体１２
は、第１の基板２の水平方向振動幅を規制する部
材に、所定間隙を隔てて２つの片部１２ａを突設
した形状を有し、これらの片部１２ａの間隙に前
記第１の基板２の側辺を位置させるものとなつて
いる。

かくしてこのような構成であれば、先の実施例
装置が持つ効果に加えて、第１の基板２の上下方
向の振動幅を抑制し得ると云う効果が奏され、そ
の耐震性を更に増すことが可能となる。

また第４図は本発明の第３の実施例装置の断面
構成図である。この実施例装置は、第２の基板３
上に、圧電振動子４を介して支持した第１の基板
２と上記第２の基板３との間に空間部が存在する
ことを利用し、この第２の基板３上に前記固体撮
像素子１の駆動回路や信号処理回路を回路素子１
３として配設形成したものである。そして、前記
各実施例と同様にして第１の基板２の振動幅を規
制する位置規制体１４を静電シールド板とし、こ
れを前記固体撮像素子１を囲う如く設けている。

このようにすれば、第１の基板２の振動幅を効
果的に規制することができる上、回路素子１３か
ら固体撮像素子１を効果的に静電シールドして、
その機能を如何なく発揮させることが可能とな
る。しかも第２の基板３上の空間部を有効に利用
して信号処理回路等の回路素子１３を組込んでい
るので、装置全体としてのコンパクト化を効果的
に図り得る。故に、その実用的利点は絶大であ
る。尚、静電シールド板はそれだけを独立して形
成してもよい。

また、第５図は本発明の第４の実施例を示すも
ので、この装置が特徴とするところは、位置規制
体１５と第１の基板２との対向部に一対の電極１
６ａ，１６ｂを配設してコンデンサを形成した点
にある。このコンデンサの容量は、第１の基板２
の振動による前記電極１６ａ，１６ｂ間の距離変
化によつて変化する。しかしてこの容量値変化を
検出して前記圧電振動子３の振動駆動の制御に利
用する構成としたものである。

このような構成であれば、第１の基板２の位置
規制体１５への当接によつてその振動振幅を規制
することができることは勿論のこと、前記コンデ
ンサの容量値変化から第１の基板２の空間移動変
化量を知ることができ、この検出量に従つて前記
圧電振動子３の振動駆動を制御することによつ
て、その振動幅を制限することが可能となる。従
つて、圧電振動子３の振動幅が、その周囲温度や
動作時間等によつて経時的に変化する場合であつ
ても、振動幅を一定に制御することが可能とな
る。そして、このようにして振動幅を一定化制御
することによつて、解像度の変化を未然に防ぐこ
とができる等の効果を得ることが可能となる。つ
まり、コンデンサの容量変化から電気的に第１の
基板２の振動幅を規制した上で、急激な応力によ
る大きな振動を、位置規制体１５と第１の基板２
との当接により阻止することが可能となる。故
に、前述した各実施例以上の効果を期待すること
ができる。

尚、本発明は上記各実施例にのみ限定されるも
のではない。例えば、位置規制体の形状としては
逆Ｌ字形等であつてもよく、またその数は第１の
基板２の大きさで振動方向等に応じて適宜増やす
ことも可能である。また第１の基板２の側辺をＬ
字状に折曲し、この折曲部と第２の基板３の側辺
とによつて振動幅規制するようにすることもでき
る。また実施例では、１個の圧電振動子を用いて
第１の基板を振動させるようにしたが、複数個の
圧電振動子を並列的に設けるようにしてもよいこ
とは云うまでもない。要するに本発明はその要旨
を逸脱しない範囲で種種変形して実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本発明者らが先に提唱した装置
を示す斜視図とその断面構成図、第２図乃至第５
図はそれぞれ本発明の異なる実施例装置を示す断
面構成図である。 １…固体撮像素子、２…第１の基板、３…第２
の基板、４…圧電振動子、５…支持体、６…固定
部材、７…ボンデイング・リード線、８…フレキ
シブル・リード線、１１，１２，１４，１５…位
置規制体、１３…回路素子、１６ａ，１６ｂ…電
極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固体撮像素子を載置固定した第１の基板と、
   この第１の基板を支持して上記固体撮像素子を第
   １の基板と一体的に空間的に振動させる圧電振動
   子と、この圧電振動子を振動自在に設けた第２の
   基板と、この第２の基板上に設けられて前記第１
   の基板の振動幅を前記圧電振動子の破壊振幅より
   狭い範囲で規制する位置規制体とを具備したこと
   を特徴とする固体撮像装置。 ２ 位置規制体は、第１の基板の側辺に当接して
   その振動幅を規制するものである特許請求の範囲
   第１項記載の固体撮像装置。 ３ 位置規制体は、第１の基板の側辺との間でコ
   ンデンサを構成する一方の電極板となり、前記コ
   ンデンサは、その容量変化により前記第１の基板
   の振動を検出して圧電振動子の駆動電圧を帰還制
   御して前記第１の基板の振動幅を規制する回路の
   素子として用いられる特許請求の範囲第１項記載
   の固体撮像装置。