JPH04219083A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPH04219083A JPH04219083A JP2403830A JP40383090A JPH04219083A JP H04219083 A JPH04219083 A JP H04219083A JP 2403830 A JP2403830 A JP 2403830A JP 40383090 A JP40383090 A JP 40383090A JP H04219083 A JPH04219083 A JP H04219083A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid
- cooling element
- state
- electronic cooling
- state image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電荷結合素子（ＣＣＤ
）などの固体撮像素子の特に温度上昇を抑制し画質の改
善をはかった固体撮像装置に関する。
）などの固体撮像素子の特に温度上昇を抑制し画質の改
善をはかった固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年固体カラー撮像装置では、撮像レン
ズからの撮像光を色分解プリズムを用いて赤色成分，緑
色成分，青色成分に分解して各色成分の被写体像をそれ
ぞれの固体撮像素子にて撮像してえられる各撮像出力か
ら標準カラーテレビジョン信号を形成して出力するよう
になされている。
ズからの撮像光を色分解プリズムを用いて赤色成分，緑
色成分，青色成分に分解して各色成分の被写体像をそれ
ぞれの固体撮像素子にて撮像してえられる各撮像出力か
ら標準カラーテレビジョン信号を形成して出力するよう
になされている。
【０００３】従来、この種の複数の固体撮像素子を用い
た固体カラー撮像装置では、各固体撮像素子により撮像
される各色成分の被写体像を正確に所定の位置に調整（
レジストレーション調整）した状態で、前記の各固体撮
像素子が色分解プリズムに固着されるようになされてい
る。前記、色分解プリズムは固体撮像装置の筐体に取り
つけられ、また、前記色分解プリズムに固着された固体
撮像素子の近傍には、バイアス回路，ドライブ回路，プ
リアンプ回路などを形成した周辺回路基板が配設されて
いる。
た固体カラー撮像装置では、各固体撮像素子により撮像
される各色成分の被写体像を正確に所定の位置に調整（
レジストレーション調整）した状態で、前記の各固体撮
像素子が色分解プリズムに固着されるようになされてい
る。前記、色分解プリズムは固体撮像装置の筐体に取り
つけられ、また、前記色分解プリズムに固着された固体
撮像素子の近傍には、バイアス回路，ドライブ回路，プ
リアンプ回路などを形成した周辺回路基板が配設されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の固体カラー撮像装置に用いられる固体撮像素子は、特
定の画素の暗電流が突出して増加し、ダーク（暗）状態
で前記の特定の画素部が白く見え、そのコントラストが
温度上昇に依存して増加する欠陥（白傷と呼ぶ）があっ
た。これらの欠陥は、約１０℃で約２倍のコントラスト
の増加があり、画質を著しく劣欠するという問題があっ
た。固定撮像素子自体の自己発熱は０．３から０．５Ｗ
程度で、また固体撮像素子の近傍のバイアス回路，ドラ
イブ回路，プリアンプ回路などを形成した周辺回路基板
からの影響も受け、固体撮像素子のパッケージ面の温度
上昇は従来の固体撮像装置においては、周囲温度に対し
て２０℃前後の上昇が観測されている。
の固体カラー撮像装置に用いられる固体撮像素子は、特
定の画素の暗電流が突出して増加し、ダーク（暗）状態
で前記の特定の画素部が白く見え、そのコントラストが
温度上昇に依存して増加する欠陥（白傷と呼ぶ）があっ
た。これらの欠陥は、約１０℃で約２倍のコントラスト
の増加があり、画質を著しく劣欠するという問題があっ
た。固定撮像素子自体の自己発熱は０．３から０．５Ｗ
程度で、また固体撮像素子の近傍のバイアス回路，ドラ
イブ回路，プリアンプ回路などを形成した周辺回路基板
からの影響も受け、固体撮像素子のパッケージ面の温度
上昇は従来の固体撮像装置においては、周囲温度に対し
て２０℃前後の上昇が観測されている。
【０００５】その解決策として、固体撮像素子のパッケ
ージ裏面に電子冷却素子の冷却側をとりつけ、一方前記
、電子冷却素子の加熱側より発生する熱は伝導板を介し
て固体撮像装置の筐体に放熱する構成にすることにより
固体撮像素子の温度上昇を防いでいた。
ージ裏面に電子冷却素子の冷却側をとりつけ、一方前記
、電子冷却素子の加熱側より発生する熱は伝導板を介し
て固体撮像装置の筐体に放熱する構成にすることにより
固体撮像素子の温度上昇を防いでいた。
【０００６】ここで、一般的な電子冷却素子（サーモ・
モジュール）の概要について、図４を用いて説明する。 図のように、熱電性能の大きいＮ形半導体１０１と、Ｐ
形半導体１０２を金属片（金属薄）１０３で交互に電気
的に直列に接合して電気絶縁基板１０４に取つけられて
いる。この端子間に直流の電力を供給すると能動的に熱
の輸送が行われ、冷却や加熱ができることが知られてい
る。このような、電子冷却素子は金属パターンが形成さ
れた比較的薄いセラミックなどの材料からなる基板間に
、前記Ｎ形半導体１０１と、Ｐ形半導体１０２が配され
一体化されている。図に示されるようにＮ形半導体側を
＋、Ｐ形半導体側を−にすると矢印１０５側（下側）は
発熱側で矢印１０６側（上側）は冷却側となる。
モジュール）の概要について、図４を用いて説明する。 図のように、熱電性能の大きいＮ形半導体１０１と、Ｐ
形半導体１０２を金属片（金属薄）１０３で交互に電気
的に直列に接合して電気絶縁基板１０４に取つけられて
いる。この端子間に直流の電力を供給すると能動的に熱
の輸送が行われ、冷却や加熱ができることが知られてい
る。このような、電子冷却素子は金属パターンが形成さ
れた比較的薄いセラミックなどの材料からなる基板間に
、前記Ｎ形半導体１０１と、Ｐ形半導体１０２が配され
一体化されている。図に示されるようにＮ形半導体側を
＋、Ｐ形半導体側を−にすると矢印１０５側（下側）は
発熱側で矢印１０６側（上側）は冷却側となる。
【０００７】しかし、これらの方法では、固体撮像素子
のセラミック材からなるパッケージを介して固体撮像素
子を冷却する構造であるため、冷却効率が充分でない。 また、冷却効率が充分でないため過大な消費電力を必要
とするとともに、電子冷却素子の放熱構造によっては発
熱量が増大し、固体撮像素子を冷却する目的であるにも
かかわらず、上記発熱量で固体撮像素子を暖めるという
逆効果が生じる危険性がある。
のセラミック材からなるパッケージを介して固体撮像素
子を冷却する構造であるため、冷却効率が充分でない。 また、冷却効率が充分でないため過大な消費電力を必要
とするとともに、電子冷却素子の放熱構造によっては発
熱量が増大し、固体撮像素子を冷却する目的であるにも
かかわらず、上記発熱量で固体撮像素子を暖めるという
逆効果が生じる危険性がある。
【０００８】本発明は上記過大を解決するもので、簡単
な構成でもしかも低消費電力で、固体撮像素子の温度上
昇を抑制し、良好な画質をうるための固体撮像装置を提
供することを目的とする。
な構成でもしかも低消費電力で、固体撮像素子の温度上
昇を抑制し、良好な画質をうるための固体撮像装置を提
供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の技術的な手段は、固体撮像素子と固体撮像素子
用パッケージ間に電子冷却素子を設けた構成にしたこと
である。
本発明の技術的な手段は、固体撮像素子と固体撮像素子
用パッケージ間に電子冷却素子を設けた構成にしたこと
である。
【００１０】
【作用】本発明は、上記した構成により、簡単な構成で
とかも低消費電力で固体撮像素子の温度上昇を抑制し、
良好な画質をうるための固体撮像装置を実現できるもの
である。
とかも低消費電力で固体撮像素子の温度上昇を抑制し、
良好な画質をうるための固体撮像装置を実現できるもの
である。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例である３板式カラー
撮像装置に用いる固体撮像素子の冷却方法について、図
面を用いて説明する。
撮像装置に用いる固体撮像素子の冷却方法について、図
面を用いて説明する。
【００１２】図１は、本発明の電子冷却素子を内蔵した
固体撮像素子の要部断面図である。固体撮像素子はチッ
プ１である。（シリコン基板上に光受光部およびＣＣＤ
などが形成されたものを以降チップと呼ぶ）一方セラミ
ック材から成る電子冷却素子用冷却側基板２にとりつけ
、さらに金属薄３にＮ形半導体４とＰ形半導体５とを交
互にとりつけセラミック材から成る電子冷却素子用放熱
側基板６を設け、セラミック材から成る電子冷却素子用
パッケージ７，電子冷却素子用保護ガラス８，熱伝達板
９を設けて電子冷却素子を構成している。出力信号は端
子１０から取りだされる。ここで金属薄３はセラミック
基板上に複数の金属薄を半導体技術により一括に形成さ
れている。セラミック材からなる電子冷却素子用放熱側
基板６と、セラミック材からなる電子冷却素子用パッケ
ージ７は一体加工されていても特に支障はない。
固体撮像素子の要部断面図である。固体撮像素子はチッ
プ１である。（シリコン基板上に光受光部およびＣＣＤ
などが形成されたものを以降チップと呼ぶ）一方セラミ
ック材から成る電子冷却素子用冷却側基板２にとりつけ
、さらに金属薄３にＮ形半導体４とＰ形半導体５とを交
互にとりつけセラミック材から成る電子冷却素子用放熱
側基板６を設け、セラミック材から成る電子冷却素子用
パッケージ７，電子冷却素子用保護ガラス８，熱伝達板
９を設けて電子冷却素子を構成している。出力信号は端
子１０から取りだされる。ここで金属薄３はセラミック
基板上に複数の金属薄を半導体技術により一括に形成さ
れている。セラミック材からなる電子冷却素子用放熱側
基板６と、セラミック材からなる電子冷却素子用パッケ
ージ７は一体加工されていても特に支障はない。
【００１３】上記のような構成において、Ｐ形半導体側
を正（＋）、Ｎ形半導体側を負（−）の電圧を印加する
と、熱電性能を大きいＰ形半導体４から金属薄３、熱電
性能の大きいＮ形半導体５、金属薄３を交互に電気的に
直列に接合して、この端子間に直流の電力を供給すると
能動的に熱の輸送が行われ、チップ１側が冷却され、熱
伝達板９側は放熱側となる。このような、電子冷却素子
を用いる場合、前述のように冷却側と放熱側の両作用を
持っているため冷却効率を向上させるためには、放熱側
の熱を如何に放出させるかが課題となる。
を正（＋）、Ｎ形半導体側を負（−）の電圧を印加する
と、熱電性能を大きいＰ形半導体４から金属薄３、熱電
性能の大きいＮ形半導体５、金属薄３を交互に電気的に
直列に接合して、この端子間に直流の電力を供給すると
能動的に熱の輸送が行われ、チップ１側が冷却され、熱
伝達板９側は放熱側となる。このような、電子冷却素子
を用いる場合、前述のように冷却側と放熱側の両作用を
持っているため冷却効率を向上させるためには、放熱側
の熱を如何に放出させるかが課題となる。
【００１４】次に放熱構成を含め、本発明の光学系の構
成を図面を用いて説明する。図２は、本発明の光学系の
構成を示す要部断面図であり、図３は図２のＡ矢視部分
図である。図２においてカメラレンズ１１，筐体１２，
色分解プリズム１３、は電子冷却素子を内蔵した固体撮
像素子１４，熱伝達板９（もちろんヒートパイプのよう
に熱伝達効率のよい部分を用いることが望ましい），回
路基板１６で構成されている。筐体１２は、レンズ取り
付け部１７，色温度および光量調整フィルターのハウジ
ング部１８および色分解プリズム取りつけ部１９を有し
、熱伝導性のよいアルミニウムなどの部材からなってい
る。色分解プリズム１３のそれぞれの出射面２０Ｒ，２
０Ｇ，２０Ｂには、各色成分の被写体像を正確に所定の
位置に調整（レジストレーション調整）して前記、電子
冷却素子を内蔵した固体撮像素子１４Ｒ，１４Ｇ，１４
Ｂがガラスピース２１を介して固着されている。前記、
色分解プリズム取り付け部１９の一部は熱電達板９から
の熱を筐体に伝達させるために、固体撮像素子のパッケ
ージ面２２と同じ高さの端面２３を有している。前記固
体撮像素子のパッケージ面２２と前記、端面２３にシー
ト状（断面直方体）である熱伝達板９が配設され、パッ
ケージ面２２と熱伝達板９との接触部は熱伝導性の良好
な銀ペーストで固定され、端面２３と熱伝達板９との接
触部は熱伝導性の良好でかつ固体化しないねり状（グリ
ス）の物質で熱的に結合させている。また、各固体撮像
素子１４の端子には、回路基板１６が半田付けされてい
る。
成を図面を用いて説明する。図２は、本発明の光学系の
構成を示す要部断面図であり、図３は図２のＡ矢視部分
図である。図２においてカメラレンズ１１，筐体１２，
色分解プリズム１３、は電子冷却素子を内蔵した固体撮
像素子１４，熱伝達板９（もちろんヒートパイプのよう
に熱伝達効率のよい部分を用いることが望ましい），回
路基板１６で構成されている。筐体１２は、レンズ取り
付け部１７，色温度および光量調整フィルターのハウジ
ング部１８および色分解プリズム取りつけ部１９を有し
、熱伝導性のよいアルミニウムなどの部材からなってい
る。色分解プリズム１３のそれぞれの出射面２０Ｒ，２
０Ｇ，２０Ｂには、各色成分の被写体像を正確に所定の
位置に調整（レジストレーション調整）して前記、電子
冷却素子を内蔵した固体撮像素子１４Ｒ，１４Ｇ，１４
Ｂがガラスピース２１を介して固着されている。前記、
色分解プリズム取り付け部１９の一部は熱電達板９から
の熱を筐体に伝達させるために、固体撮像素子のパッケ
ージ面２２と同じ高さの端面２３を有している。前記固
体撮像素子のパッケージ面２２と前記、端面２３にシー
ト状（断面直方体）である熱伝達板９が配設され、パッ
ケージ面２２と熱伝達板９との接触部は熱伝導性の良好
な銀ペーストで固定され、端面２３と熱伝達板９との接
触部は熱伝導性の良好でかつ固体化しないねり状（グリ
ス）の物質で熱的に結合させている。また、各固体撮像
素子１４の端子には、回路基板１６が半田付けされてい
る。
【００１５】前記のように、シート状（断面直方体）で
ある熱伝達板９を用いることにより固体撮像素子のパッ
ケージ面２２と熱伝達板９との接触面積を大きくでき熱
伝達効率が向上し、また同じように熱伝達板９と端面２
３との熱伝達効率も向上する。
ある熱伝達板９を用いることにより固体撮像素子のパッ
ケージ面２２と熱伝達板９との接触面積を大きくでき熱
伝達効率が向上し、また同じように熱伝達板９と端面２
３との熱伝達効率も向上する。
【００１６】端面２３と熱伝達板９との接触部を熱伝導
性の良好でかつ個体化の進まないねり状（グリス）の物
質で熱的に結合させることにより、温度変化が生じても
色分解プリズム１３に正確に調整（レジストレーション
調整）され固着された各固体撮像素子にストレスを与え
ることが少ない。
性の良好でかつ個体化の進まないねり状（グリス）の物
質で熱的に結合させることにより、温度変化が生じても
色分解プリズム１３に正確に調整（レジストレーション
調整）され固着された各固体撮像素子にストレスを与え
ることが少ない。
【００１７】前述のような光学系を構成することにより
、電子冷却素子の放熱側の熱を効率良く固体撮像装置の
筐体に熱を放出できるため、冷却効率は向上する。また
、従来の固体撮像素子のパッケージを介してチップを冷
却する方式に比較し、チップが電子冷却素子要基板に直
接に接触しているため、熱抵抗部材が少なくなるととも
にチップのみ冷却することにより冷却体積が減少するた
め冷却効率が更に向上する。
、電子冷却素子の放熱側の熱を効率良く固体撮像装置の
筐体に熱を放出できるため、冷却効率は向上する。また
、従来の固体撮像素子のパッケージを介してチップを冷
却する方式に比較し、チップが電子冷却素子要基板に直
接に接触しているため、熱抵抗部材が少なくなるととも
にチップのみ冷却することにより冷却体積が減少するた
め冷却効率が更に向上する。
【００１８】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば簡単な構成で安価に、低消費電力で効率よく
、固体撮像素子の温度上昇を抑制でき、白傷などの欠陥
を抑制することが可能となり、画質の良好な固体撮像装
置を提供できる。
明によれば簡単な構成で安価に、低消費電力で効率よく
、固体撮像素子の温度上昇を抑制でき、白傷などの欠陥
を抑制することが可能となり、画質の良好な固体撮像装
置を提供できる。
【図１】本発明の実施例における固体撮像素子の部分断
面図
面図
【図２】本発明の実施例における光学系の構成断面図
【
図３】図２のＡ矢視部分断面図
図３】図２のＡ矢視部分断面図
【図４】電子冷却素子の斜視図
１ チップ（シリコン基板上に光受光部およびＣ
ＣＤなどが形成されたものを呼ぶ） ２ 電子冷却素子用冷却側基板 ３ 金属薄 ４ Ｎ形半導体 ５ Ｐ形半導体 ６ 電子冷却素子用放熱側基板 ７ 電子冷却素子用パッケージ ９ 熱伝達板
ＣＤなどが形成されたものを呼ぶ） ２ 電子冷却素子用冷却側基板 ３ 金属薄 ４ Ｎ形半導体 ５ Ｐ形半導体 ６ 電子冷却素子用放熱側基板 ７ 電子冷却素子用パッケージ ９ 熱伝達板
Claims (2)
- 【請求項１】 固体撮像素子と固体撮像素子用パッケ
ージ間に電子冷却素子を設けてなる固体撮像装置。 - 【請求項２】 電子冷却素子の加熱側の電気絶縁性基
板が固体撮像素子のパッケージ、または固体撮像素子の
パッケージの一部と共用してなる請求項１記載の固体撮
像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2403830A JPH04219083A (ja) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2403830A JPH04219083A (ja) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04219083A true JPH04219083A (ja) | 1992-08-10 |
Family
ID=18513559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2403830A Pending JPH04219083A (ja) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04219083A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5500785A (en) * | 1993-02-24 | 1996-03-19 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Circuit board having improved thermal radiation |
| JP2008199158A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像素子の放熱構造及び固体撮像デバイス |
-
1990
- 1990-12-19 JP JP2403830A patent/JPH04219083A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5500785A (en) * | 1993-02-24 | 1996-03-19 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Circuit board having improved thermal radiation |
| US5586007A (en) * | 1993-02-24 | 1996-12-17 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Circuit board having improved thermal radiation |
| JP2008199158A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像素子の放熱構造及び固体撮像デバイス |
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