JPH1117997A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH1117997A
JPH1117997A JP9168236A JP16823697A JPH1117997A JP H1117997 A JPH1117997 A JP H1117997A JP 9168236 A JP9168236 A JP 9168236A JP 16823697 A JP16823697 A JP 16823697A JP H1117997 A JPH1117997 A JP H1117997A
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JP
Japan
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peripheral circuit
solid
container
face plate
imaging device
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Pending
Application number
JP9168236A
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English (en)
Inventor
Susumu Hashimoto
進 橋本
Atsushi Ogino
敦志 荻野
Daisuke Morimoto
大介 森本
Shigeru Ishii
繁 石井
Shigetaka Kasuga
繁孝 春日
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノート型パソコンや携帯電話などに搭載可能
な軽量、小型、薄型であって、かつ配線の引き回しの短
いワンパッケージモジュール型撮像装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 CCDチップ12および周辺回路素子1
3をシリコン基板14上に搭載してシリコン基板14上
に形成されている配線を介して相互に電気接続し、凹形
状を有する容器11内に収納して容器11の上部をフェ
ースプレート18で蓋をして密閉するとともにそのCC
Dチップ12の前面に位置するフェースプレート18の
開口部19に光学フィルタ20を設け、この密閉された
パッケージ21のフェースプレート18側より光学絞り
22とレンズ23が設けられているレンズホルダ24を
かぶせ、CCDチップ12、光学フィルタ20、レンズ
23の光軸を調整して装着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デスクトップ型ま
たはノート型パソコンや携帯電話などに搭載可能な軽
量、かつ小型、薄型化された撮像装置、特に固体撮像素
子および駆動回路、信号処理回路、制御回路などからな
る周辺回路とレンズ、絞り等の光学系とを一体化した撮
像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、民生用のビデオカメラにおいて、
忠実な色彩の再現性や微細なディテールの表現など高画
質に関する要求とともに持ち運びに便利な小型化、薄型
化、軽量化等に関する要求が高まってきている。このよ
うな要求に応えるために固体撮像素子およびその周辺回
路を含んで撮像装置を小型化、薄型化する技術開発が盛
んに行われている。
【0003】図4は小型、薄型化された従来の撮像装置
の要部断面図であり、図において、1はセラミックパッ
ケージの内部に固体撮像素子(以下、CCDチップとい
う)が搭載されている固体撮像装置(以下CCDとい
う)で第1のプリント配線基板2上に実装されている。
また第1のプリント配線基板2上には抵抗やコンデンサ
などの回路部品3も実装されており、CCD1と電気的
に接続されている。4は第1のプリント配線基板2とフ
レキシブルケーブル5によって電気的に接続されている
第2のプリント配線基板であって、その上面にはCCD
1の駆動回路部や信号処理回路部を構成する各周辺回路
素子6および抵抗やコンデンサなどの回路部品7が実装
されている。第2のプリント配線基板4はフレキシブル
ケーブル5によって自在に折り曲げることが可能であ
り、撮像装置の占める面積の削減に効果がある。
【0004】図に示すように従来の撮像装置は2枚のプ
リント配線基板2、4を用い、第1のプリント配線基板
2にはセラミックパッケージなどに搭載されたCCD1
と回路部品3を実装し、第2のプリント配線基板4に周
辺回路素子6や同じく回路部品7を実装している。これ
らのプリント配線基板の寸法は約4cm角で、2枚のプ
リント配線基板を重ね合わせた高さは1cm程度であ
る。
【0005】また8はCCD1にかぶせるように設けら
れたレンズホルダであって、CCD1の中心に位置する
箇所にレンズ9が固定されている。10は撮像装置のケ
ースであり、レンズ9の中心に位置する箇所には小さな
直径を有する絞り11および光学フィルタ12が設けら
れていてCCD1の中心部とレンズ9および光学フィル
タ12、絞り11の中心は同一光軸上に設定されてい
る。
【0006】このような撮像装置はビデオカメラや電子
スチルカメラの撮像部またはノート型パソコンや携帯電
話等の情報端末機用としてますますその用途を拡大しつ
つあるが、これら携帯用の電子機器の小型軽量化が限り
なく進展している反面、備えるべき機能としては多機能
化が要求され、したがってこれら電子機器の構成部品の
さらなる小型化、軽量化、薄型化はもはや必須の条件と
なってきている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の撮像装置の構成では、一応CCDチップおよびいくつ
かの周辺回路素子をモジュール化することによりコンパ
クト設計にはなっているが、依然としてセラミックまた
はプラスチックによりパッケージされた固体撮像装置や
周辺回路素子が用いられており、またプリント配線基板
に半田付け結線されているために、その小型化、薄型化
には限界があった。またプリント配線基板上では配線の
引き回しが長くなるために配線容量が大きくなり、この
配線容量に対する充放電による不要輻射が問題となる。
また配線の引き回しが長くなると信号遅延が生じ、信号
処理の高速化に限界を生じることになる。
【0008】また従来の撮像装置においては、CCDチ
ップや周辺回路素子の配置が特に規定されてなく、撮像
装置を鉛直に立てて使用する際にCCDチップが上方に
くるように配置されるのが通例であった。したがって撮
像装置を小型化するためにCCDチップや周辺回路素子
を高密度に集積化すると周辺回路素子の発熱によるCC
Dチップに与える影響が無視できなくなり、温度変化に
敏感なCCDチップの暗電流が増加してしまう。暗電流
が多くなると画面の暗いシーンを撮影した場合に画面上
にザラつきが出るなど画質が劣化することになる。
【0009】特に従来の撮像装置におけるプリント配線
基板やセラミック基板ではその熱伝導性が低いために効
果的な熱放散ができず、本発明の目的とするノート型パ
ソコン等の限られた狭い面積内に搭載される撮像装置に
求められる小型化、薄型化の要求に対する最大の障壁と
なっていた。
【0010】本発明はこのような課題を解決し、CCD
チップおよび駆動部、信号処理部、制御部を構成する各
半導体素子を小型、軽量かつ薄型に実装することにより
モジュール化し、さらにレンズや光学絞り、光学フィル
タなどの光学系をコンパクトに構成することにより、C
CDチップを含む電気信号処理系部品と光学系部品とを
ワンパッケージモジュール構造とし、熱放散性に優れ、
かつ高速に信号処理を行うことができる撮像装置を提供
することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、固体撮像素子および集積回路からなる周辺
回路素子を同一シリコン基板上に搭載し、その固体撮像
素子と周辺回路素子とをシリコン基板上に形成された配
線によって電気接続して凹形状を有する容器内に収納
し、さらに容器の上部をフェースプレートで蓋をして容
器を密閉するとともにそのCCDチップの前面に位置す
るフェースプレートの開口部に光学フィルタを設け、こ
の密閉されたパッケージのフェースプレート側より固体
撮像素子の撮像中心を通る光軸上に中心部を有する光学
絞りとレンズが設けられているレンズホルダをかぶせて
固体撮像素子と光学フィルタとレンズの光軸を調整する
ように固定したものであり、周辺回路素子から発生する
熱をシリコン基板の高熱伝導性を利用して効率よく放散
でき、また配線長を短くできるために、ノート型パソコ
ンのディスプレイ部や携帯電話等の小型、薄型電子機器
に搭載しても優れた画像を得ることが可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、主面に光電変換部を備えた半導体基板からなる固体
撮像素子と主面に集積回路を形成した前記半導体基板と
は異なる半導体基板からなる周辺回路素子とを内蔵する
凹形状の容器と、その容器を気密封止するとともに固体
撮像素子の前面の位置に設けられた光学フィルタの部分
を除いて遮光性材料からなるフェースプレートと、固体
撮像素子の撮像中心と光学フィルタを通る光軸上に光学
絞りとレンズとが設けられたレンズホルダとを備える撮
像装置であって、固体撮像素子および周辺回路素子を同
一シリコン基板上に搭載し、固体撮像素子と周辺回路素
子とをそのシリコン基板上に形成された配線によって電
気接続して容器内に収納したものであり、周辺回路素子
から発生する熱をシリコン基板の熱伝導性を利用して放
散することができ、また固体撮像素子と周辺回路素子と
の相互配線および外部回路への配線の長さを短くするこ
とができる。
【0013】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照しながら説明する。図1、図2および図3は本発明
の実施の形態における撮像装置の構造を示すものであ
り、図に示すように、セラミックまたはプラスチックよ
りなる容器11の内部にはCCDチップ12とそのCC
Dチップ12に近接してVDr、CDS、DSP等の半
導体チップよりなる周辺回路素子13が搭載されたシリ
コン基板14が収納されている。
【0014】CCDチップ12と周辺回路素子13とは
シリコン基板14上に形成されている配線を介していず
れも金線等のワイヤリード15によって相互に電気接続
され、またシリコン基板14の周縁部に設けられている
電極パッド16は図2に示す容器11の外周部のピンリ
ード17の容器11内面に露出する端子17aに同じく
ワイヤリード15によってボンディングされている。
【0015】このように構成された容器11はその上面
をフェースプレート18によって接着することにより、
その内部は不活性ガスが充填された状態で気密封止され
る。
【0016】このときフェースプレート18の大きさは
容器11の上面積より小さく作られているため、CCD
チップ12の中心軸とフェースプレート18の開口部の
中心軸を合致させるように接着固定位置の微調整を行っ
てもフェースプレート18の端部が容器11の外周部よ
りはみ出ることはなく、パッケージ寸法の狂いなどを生
じることがない。
【0017】またフェースプレート18にはCCDチッ
プ12の丁度上面に位置する部分に開口部19が設けら
れ、その開口部19には光学フィルタとして赤外線を遮
断するためのIRカットフィルタ20が固着されてお
り、この容器11とフェースプレート18によってパッ
ケージ21が構成される。
【0018】またこのフェースプレート18に設けられ
ている開口部19の面積はCCDチップ12の面積より
も大きく形成されており、フェースプレート18を光軸
調整しながら容器11に固定する際、その取付作業を容
易とすることができ、歩留まりの向上に有効である。
【0019】なお、撮像装置の使用目的によりIRカッ
トフィルタ20以外に水晶ローパスフィルタまたは位相
格子などを開口部19に取り付けたフェースプレート1
8を使用することも可能である。
【0020】つぎにこのパッケージ21の上面に、IR
カットフィルタ20を通してCCDチップ12に画像等
を結像させるためのピンホールレンズを構成する光学絞
り22とレンズ23が設けられたプラスチック等よりな
るレンズホルダ24が装着される。レンズホルダ24は
光軸調整のためXY軸方向の微調整を行ったあとでパッ
ケージ21に固定されるが、このとき上述した容器11
より小さい面積を持つフェースプレート18の周縁部と
レンズホルダ24の内面との間にクリアランス部25が
生じる。このクリアランス部25はワンパッケージモジ
ュール構造の撮像装置においてレンズホルダ24をパッ
ケージ21に嵌合させて光軸調整を行う際、光軸調整の
ための基準面を規定しやすくするものである。
【0021】つぎにこのパッケージ21を、その反対面
に抵抗やコンデンサ等の周辺部品26や周辺集積回路素
子27および図3に示す外部回路との接続用のコネクタ
28等が実装されたプリント配線基板29の上面に装着
し、パッケージ21のピンリード16をプリント配線基
板29の配線端子(図示せず)に接続してワンパッケー
ジモジュール型の撮像装置が完成する。
【0022】なお本発明においては、CCDチップ12
および周辺回路素子13を上記したようにシリコン基板
14上に搭載するばかりでなく、シリコン基板14上に
通常の半導体集積回路形成技術を用いて直接形成してさ
らに高集積化することも可能である。
【0023】
【発明の効果】このように本発明によれば、撮像装置の
主幹部品であるCCDチップとその周辺回路素子を含む
電気信号処理回路系部品を近接してシリコン基板上に実
装しているために、DSP等の高密度集積回路素子より
発生する熱をシリコン基板の高熱伝導性を利用して放散
してCCDチップの温度上昇を防止することができると
ともに、シリコン基板上に高密度配線を形成できること
から信号の伝送および処理速度を迅速化でき、したがっ
てノイズも大きく低減できるため、ノート型パソコンの
ディスプレイ部のように薄型化され、かつ極めて限られ
た狭い場所や携帯電話のように極度に小型化された電子
機器等に搭載してノイズの少ない信頼性の高い撮像装置
を備えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における撮像装置の断面図
【図2】同撮像装置の平面図
【図3】同撮像装置の裏面図
【図4】従来の撮像装置の断面図
【符号の説明】
11 容器 12 CCDチップ(固体撮像素子) 13 周辺回路素子 14 シリコン基板 18 フェースプレート 19 開口部 20 IRカットフィルタ(光学フィルタ) 21 パッケージ 22 光学絞り 23 レンズ 24 レンズホルダ
フロントページの続き (72)発明者 石井 繁 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 春日 繁孝 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主面に光電変換部を備えた半導体基板か
    らなる固体撮像素子と主面に集積回路を形成した前記半
    導体基板とは異なる半導体基板からなる周辺回路素子と
    を内蔵する凹形状の容器と、その容器を気密封止すると
    ともに前記固体撮像素子の前面の位置に設けられた光学
    フィルタの部分を除いて遮光性材料からなるフェースプ
    レートと、前記固体撮像素子の撮像中心と前記光学フィ
    ルタを通る光軸上に光学絞りとレンズとが設けられたレ
    ンズホルダとを備える撮像装置であって、前記固体撮像
    素子および周辺回路素子が同一シリコン基板上に搭載さ
    れ、前記固体撮像素子と前記周辺回路素子とが前記シリ
    コン基板上に形成された配線によって電気接続されて前
    記容器内に収納されている撮像装置。
JP9168236A 1997-06-25 1997-06-25 撮像装置 Pending JPH1117997A (ja)

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