JPS587989A - 固体撮像素子およびこれを用いたレジストレ−ション調整方法 - 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】 本発明は複数個の固体撮像素子を用いた固体撮像映ｄに
使用する固体＋１＋１謔素子およびこれを用いたレジス
トレーション調整方法に関する。

撮像管は電子ビームの偏向により走査を行っているので
、偏向特性がは度等によりゆるやかな変動音さけること
（・まできない。一方、固体撮像索子の場合はりｌ′：
Ｉ、クパルス信号の安定度に、しって偏向特性は決まる
ので、４４＆像管に比べて高安定な画像を得ることがで
きる。したがって、固体撮像素子を２個以上用いる撮Ｉ
′＃！装置の場合それぞれの固体Ｍ像素ｆ表面の光学像
に対する相対ＩＱ　’ｉｆを設定できると固体虚像ぶ子
（］−機械的に固定し、移動しないようにすｔＬば、温
度その他の変動に対してもレジストレージ、／のずれを
発生することはない。

このレジストレーション調整は上述のように機械的な立
直合せに帰着させることができるので、分解光学系の入
口側から顕微魂等にて観測し、２個以上の固体撮は素子
の相対位置をある所定の関係になるように調整し、機械
的に固定する方法を５− とることがある。しかしながら、この相対位置をある所
定の関係に調整するとき、固体撮像素子の光電変換面を
観測しながら行うと光電変換面の形が非常に複雑な形を
しているだめ、相当に習熟しなげれば困難である。とく
に光電変換面の表面にモザイク状あるいはストライプ状
の色フィルターが接着されていると、さらに不鮮明とな
り、この方法は現実的でなくなる。

本発明の目的はこれらの欠点をなくし、さらに２個以上
の固体Ｄ＆像素子の相対位置を一致させるだけでなく、
画素間隔の整数陪あるいは画素間隔の１／２　、１／３
等整数分の１の間隔にずらすことが容易にできる固体撮
像索子とこの素子を用いたレジストレーション調整方法
を提供することにある。

以下図面にて詳細に説明する。

第１図は本発明のレジストレーション調整方法の構成の
ひとつの例を示す図である。第１図μいわゆる２板式カ
ラー撮像装置の場合について示したもので、分解光学系
２はダイ２２１２フ面５を透過した緑色光とダイ２２１
２フ面５にて反射し６　− た赤色光、青色光とに分離する。分解光学系２はプリズ
ムフｐ７り３と４かしなっている。２分割された光Ｖよ
それぞル矢印の方向に眩み、固体撮１依索子６と８の光
電変換面に結像される。固体撮像素子８の表面には赤色
光と青色光に各画素毎（Ｃ分離するだめの色フイルタ−
アレイが接着さｉｚでいる。この例のようＶＣふたつの
固体撮像素子にてカラー信号を得るためには、ふたつの
固体撮像素子６．８の出力信号が空間的に一致した信号
が同一時刻に得られるようにしなげればならない。この
操作全レジストン−ジョン調整といっている。そのため
には、通常はふたつの固体撮は索子６，８０光電変換面
に結像されている像に呵しＣふたつの固体撮９１！素子
６，８の相対的な位置を一致きせる必要がある。

従来、このようなふたつの固体ｍｍ累子６．８の相対的
な位置を一致させる調整方法としてはふたつの固体撮像
索子の出力信号金モニターなどで観測し、ふたつの１ｄ
号による画像が一致するようｅこ一部の固体撮像素子の
位置を基準にし、他方の固体撮像素子の相対的な位置を
調整し、一致させる方法をとっている。固体ｌ１ｌｉ像
素子。：ｉ前述したように、ｍ体管とは異なり、レジス
トン・−ジョン調整は機械的に相対位置を調整すること
になる。

このようにレジストレーション調整が機械的な相対位置
調整に帰着するならば、従来のようにふたつの固体撮像
索子の出力信号によりモニター上に画像を再現しなくて
も、分解光学系２の入射側に顕微鏡１を設置し、この顕
微鏡１にてふたつの固体撮像素子６，８の光電変換面の
相対位置を一致させるかあるいはある決めしれた関係に
なるように調整することによってレジストレーシヨン調
整は可能である。

このような方法によるレジストレーション調！腋では固
体撮像素子の光電変換面を直接観測することになり、光
電変換面が非常に複雑な形葡しているため、ふたつの固
体撮像素子の相対位置が一致しているかどうかが不鮮明
であり、一方の固体撮像素子の表面に色フィルターが接
着されているとさらに不鮮明となる。したがって慣れる
ことが必要条件となり、あまり簡単な方法とはいえない
。

このような場合に光電変換面の外側で、比較的近いとこ
ろに、いわゆるレジストレーション調整が非常に行いや
すい形の図形を、何らかの杉でつけることができればレ
ジストン−ジョン調整はその図形を観測しながら、非常
に容易に行える。

第２図はそのひとつの実施例である固体撮像素子を示し
ている。固体撮像索子１１には光電変換面１３と配線用
ポンディングパッド１２を持っている。この光電変換面
１３の外側に少なくとも２個のレジストレーション調整
用図形１４がつげられている。このレジストレーション
調整用図形１４はアルミ層にて形成したり、アルミ層を
ぬく形で形成することができる。また故意にアルミ層を
凹凸させて形成することもできる。その方法は他にも考
えられるがすべて本発明の請求範囲に含まれることは明
らかである。

第３図は他の実施例の固体撮像素子を示している。すな
わち、固体［＊素子１１′の光電変換面１３′の表面に
邑フィルター７レイ１５が接着され９− ていて、その色フイルタ−アレイ１５の一部にレジスト
レーシヨン調整用図形１６がっけらｈている固体撮像素
子の場合である。第３図のように色フイルタ−アレイを
固体撮像索子の光電変換面の表面に接着あるいは蒸着さ
れている場訃にレジストレーション調整用図形が色フイ
ルタ−アレイ上ではなく、固体撮像素子の方にある場合
は第２図の実施例となることはいうまでもない。

第４図は第２図あるいは第３図において示したレジスト
ン−ジョン調整用図形１４あるいは１６のひとつの例を
示す。すなわち、第４図において間隔ｐ１　　は水平方
向の画素列の１ピツチを表わし、間隔ｐ２　は垂直方向
の画素列の１ピツチを表わす。

また線幅ｑ１　と間隔ｐＩとの間には図示したようにｐ
＋≧９１　　の関係にしている。

第５図は第４図例示したンジストレーション調整用図形
金用いてレジストレーション調整を行うひとつの方法を
示している。、第２図あるいは第３図に示したレジスト
レーション調整用１図形１４　、ｉ５るいは１６のそれ
ぞれの２個とも第５図に示した１０− 関係になるように＋１ｊ対的な位置を調整すると、第５
図ＶＣポしｌこように、ふたつの固体撮像素子の光学隊
に対ラーω相ｘ１４　ｉ＋ｉ’：置は水平方向には画素
間隔ｐ＋の２分の１の間隔で、垂直方向には画素ｕＪｌ
　ｌ’４ｄ　ｐ　ｔの間隔で、ずＢ　ｉｃ状態に、１１
￥ｔｔ、ｔされていることになる。第５図におい−（，
４（ｉ−直方間にはずら芒ないで、ｌ 水平方向のみ、−ずｂしたルにすると、いわゆる空間ｌ
［ｋｌ素すりし法（ｖｌＪえはテレビジョン−を会誌１
９７９年７月−４ＰＰ５１６〜５２２の［３ｃｃ’Ｄカ
ラーカメラの方式」にある図５）といわれる方法の例で
、小完ψ」によｊＬば、非Ａ′に簡単となる。第５図の
ふたつの図ノヒＱよ入線と点線でボしたが、実線と点線
はそれぞＪし異なるふたつの固体撮像素子が１１′ｒる
図Ｊしである。

第４図に小し１ｃ図形でｌよ水平方向ＶＣは画、６列間
隔ｐ１　　の２分の１の曲、１画素分すらｒことも容易
にでき、垂（１′Ｌ方回には画素列間隔ｐ２Ｑ１画累分
の曲２画ぷ分、３画素分ずらす場合も容易にできること
は図形の形からｍ屏できる。

第６図をよレジストレーション調整用図形の池の実施例
を示す。４本のバーパターン２１．２２゜２３．２４が
それぞれその間隔が水平方向の画素る。このような図形
を用いるともうひとつの固体撮像素子のバーパターン２
１を第６図のバーパターン２１と２２のちょうど中間に
配置すると、ふたつの固体（液体素子の相対位置間隔・
、叶水平方向に画素列間隔の３分の２の間隔でずらした
ことになる。まだもうひとつの固体撮像素子の−【−パ
ターン２２を第６図のバーパターン２２と２３のちょう
ど中間に配置するとふたつの固体撮像二に子の相対位置
間隔は水平方向の画素列間隔の３分の１の間隔でずらし
たことになる。すなわち、特開昭５０−１２８９１８の
カラー固体操像装置の場合に適している。同様にもうひ
とつの固体撮像素子のバーパターン２３を第６１′Ａの
バーパターン２３と２４のちょうど中間に配置すると第
５図の水平方向の４の空間！Ｉ！１１素ずらしと同様の
効果が得られることはあらためて説明するまでもなく、
明らかである。

次に第７図に示したようなレジストレーション調整用図
形を用いると、水平方向、垂直方向の双方とも、それぞ
れの画素列間隔ｐｌＴＩ）２０２分の１ずらした形にレ
ジストレーション調整’ｅ　行５　コとができる。すな
わら、四つの窓のいす１１かひとつが他の固体撮像素子
の図形のまんな７〕）の十字の部分を全部含むように、
中央の位置にくるユニうに調整すれば、］−述の１的が
達成できる。こｒは特願昭５Ｏ−４３５７６（特開昭５
ｌ−１１７８２１）にて示した水平および垂直ともに２
分の１ピツチずらした空間画素すらしの方法を容易に行
うことができる。もちろん第７図ｖ′ＣおいてＶま水平
方向あるいは垂直方向のいずれろ）一方だけ、ずらすよ
うに調整することもできる。そして画素列間Ｖ４ｐ＋あ
るいはｐ２　の２分の１だけではなく、１画素分、１．
５画素分、２画素分ずらすこともできることは図形の形
から容易に理解できる。

８１４８図の４片は第１図に示した購成のカラー撮像装
置について、レジストレーション調整の方法の池の実施
例を示ｉ′ＭＡ＊鏡画像？示す。この図は１３− ２個の固体撮像素子１１と１１′とが同一画像として重
なって観測できていることを示す。ふたつの固体撮像素
子のうち色フイルタ−アレイ１５の接着されている方は
その色フィルターア１／イ１５−Ｆにしかレジストレー
ション調整用図形１６はなく、固体撮像素子のチップ上
にはないものとする。かつ一方の色フイルタ−７レイが
接着されていない方の固体撮像素子１１にはレジストレ
ーション調整用図形がない場合についての実施例金示す
。色フイルタ−アレイ１５上のレジストレーション調整
用図形１６の一端は固体撮像素子の映像信号として読み
出される有効１ｒｌＩＩ素の端部の画素の開口端に一致
するように接着されている。顕微鏡画像には第８図の線
２５にて示した基ｔＩｆｉ線が観測されるように顕微鏡
に細工しておく。この基準線２５に固体撮像素子１１’
のレジストン−ジョン調整用図形の一端を接するように
固体撮像素子工１／の位置を調整し、久に固本撮１象素
子１１の映像信号として有効に光電変換される光電変換
面１３の端部を同じく基準線２５に一致させるようにす
ると、ふ”＋ｘ４− たつの固体撮像素子１１と１１′の光学像に対する水平
方向の相対的な位置関係は完全に一致していることにな
り、水平方向のレジストレーション調整ができる。

以Ｅ説明してきたように、固体撮像素子にレジストレー
ジョン調整用図形をつけにとによっＣ、カラー撮像装置
としてレジストレーション調整を行うとき、固体撮像素
子の出力１ｇ号がノア＜でも、固体撮ｉ′１！素子を例
えば分解光学系の複数の）しの出ＤＩ（こそれぞれを機
械的に固定するとき、顕微鏡を利用することによって容
易に行うこと゛ができる。

レジストレーション調整用図形についでも第４図、第６
図、第７図に示した実施例に限定されることはなく、何
らかの形で画素列間隔とある所定の関係で合せられるよ
うにした図形ならなんでもよいこと１よ明らかで、すべ
て本発明の請求範囲に含よれることは明も７Ｊｈである
。

固体撮像素子としＣはＣＣＤ形、ＭＯＳ形、ＣＩＤ形そ
の他どのような形式のもので・ｂよいことはいうまで５
なく明らかである。

また、固体撮像素子の数は第１図に示した２個の場合例
限らず３個、４個以上用いる場合についても同様にそれ
ぞれの場合（カメラ方式）に適したレジストレーション
調整用図形にすることによって、それぞれの場合のレジ
ストレーション調整が容易に行えることは容易に理解で
きる。この場合は基準になる固体撮像素子を決めそれに
対して他の複数の固体撮像素子を順番にレジストレーシ
ョン調整を行い、すべての固体撮像素子の光学像に対す
る相対位置をｔ！Ｉｉ定の関係になるように設定し、固
定する方法をとる。

第２図に示した実施例のように固体撮像素子のチップ上
にレジストン−ジョン調整用図形がある場合には第３図
に示しだ実施例のように固体庫１家素子の光電変換面の
表面にある色フイルタ−７レイ上にはとくにレジストン
−ジョン調整用図形はなくてもよく、池フィルターアレ
イを通して固体撮１家累子のチップ五のレジストレーシ
ョン調整用図形が艶えるようになっていれば同じ効果が
得られることは明らかである。

レジストレーション調整用図形のある位置は第２図およ
び第３図に示した位置に限定さルることはなく、元′ｄ
ｔ変換面の外側で、比較的近くにあればよく、その数は
少なくとも２個あれば充分である。そしてこの２個の図
形は固体撮像素子の表ｉｚ６上にて、なるべく離れた位
置にあればどこにあってもよいことはいうまでもない。

また以上の説明ではふたつの固体撮像素子全レジストレ
ーションｌ１Ｉｉ！ＩＥ用図形を用いて、光学像に対す
る相対位ｉｆ′ｆｒ：所定の間隔をすりして合せる場合
全中心に説明してきたが、もらろん、完全ＩＣ相対位＃
を合せる場合ｌこついても本発明の方法で行えることは
明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１凶は本発明のカメラ方式を不を一実施例の構成図、
麻２図および第３図り土木発明の固体撮像素子の前面図
、第４囚、第６図、第７図Ｊまそれぞれ本発明の固体撮
（象素子に山カロされたレジストレーション調整用図形
の実施例を示す図、第５図は＝１７− 空間画素ずらしを行っているレジストレーション調整の
場合の相対位置を示す図、第８図は２個の固体撮像素子
の顕微鏡の内部にある基準線ＩＣ合せるレジストレーシ
ョン調整方法を示す図を表わす。 図におい（１は顕微鏡、２は分解光学系、３゜４はプリ
ズムプルワク、５・ンよダイクロイック面、６．８は固
体撮像素子、７は色フイルタ−アレイ、１１　、１１／
は固体撮像素子、１２．１２’はホンディングパッド、
１３．１３’は光電変換面、１４．１６はレジストン−
ジョン調整用図形、１５は邑フィルター７１／イ、１７
．１７’ハレジストレ一シヨン調慣用図形、２１　、２
２．２３　、２４はバーパターン、２５はＷ１微銭内の
基準線を示す。 二）ソー 才　１　図 才　３　口 ｔ　２　図 才４図 オ　５　図 才　６　図 ２１　　　　　　　　　　Ｚ／　　　　　Ｚづ　　　　
　　　　２準７７　図 才　８　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　分解光学系にて入射光をふたつ以上に分割し、そ
   れぞれの入射光が結像する装置に１ｒ１１体虚像素子の
   光電変換面を置くようにした２ＩＩＩ８１以りの固体撮
   像索子を用いた固体撮像索子に筺用ｒる前記固体撮像索
   子誓：おいて、映像値ｉｊに光電変漠する自−効な受光
   画素の外側に少＋’ｉ　くとも２個のレジストレーショ
   ン調整に用いる図形を１１することを特徴とする固体ｉ
   Ｈ像素子。 ２、分解光学系にて入射光をふたつ以上に分割し、それ
   ぞれの入射光がＭ１象する立直に固体ＩＭ葎系子の光電
   変換面を置くようにした２個以北の固体撮像索子を用い
   ンそ固体（礒像装瀘に便用する前記固体撮像素子におい
   て、前記１ＩＪ１拝撮像べ子の少なくども１個には前ｉ
   己固体ゴ琺はぷ子の光電変換面の表面に、波長に対する
   透過特性の異なるフィルタエレメントをモザイク状ある
   いはストライプ状に配列した色フイルタ−アレイを一体
   化し、映像信号に光電変換する有効な受光画素の外側に
   少なくとも２個のレジストレーション調整に用いる図形
   を前記色フイルタ−７レイ上に記したことを特徴とする
   固体撮像索子。 ３、前記レジストレーション調整に用いる図形を縦方向
   および横方向の少なくとも一方向について画素ピッチに
   対して所定の間隔を、光学像に対して相対的にずらして
   、ｌ１１１記固体撮像素子を固定できる図形にした特許
   請求の範囲第１項および第２項に記載の固体撮像束子。 ４、ｆ＊記色フィルターアレイ上に記し／勉しジストン
   ーシ、ン調整に用いる図形の一端を、前記固体撮像素子
   の映像信号に光電変換する有効な受光ｊｉｉｉｉ素の端
   部にある受光画素の開口端に所定の関係で一致させた特
   許請求の範囲第ｚＪｉ４ｐζ記載の固体Ａ像素子。 ５、入射光をふたつ以上の光に分Δ１ｊする分解光学系
   を通過したふたつ以上の光によって形成さ７′しる光学
   像に対応して固体撮像索子を配’ｆＭ　ｌ、、ＡＩＪ記
   分解光学系の人材側に前記撮像素子の表面を観測できる
   光学装置を設置ａシ、この光学装置にて２個以上の前記
   固体撮像素子の表面あるいは特許請求の範囲第２項に記
   載の邑フィルターアレイ上のレジストレーション調整に
   用いる図形を観測し、それらの図形の相対位置？一致さ
   せるかあるいはある所定の間隔をずらせて前記２個以Ｆ
   の固体撮像素子・Ｃ固定することを特徴とするレジスト
   レーション調整方法。 ６、入射光をふたつ以上の光に分別する分解光学系を清
   適したふたつ以上の元によって形成される光学像に対応
   して配置される固体撮像索子のうち少なくとも１個は色
   フィルターアレイケ有する固体撮像素子とし、前記分解
   光学系の入射側に前記２種類の固体撮は素子の表面を観
   測できる光学装置全設置し、この光学装置にて＋１ｔｌ
   配色フィルタ〜７Ｖイｆ有する固体撮像素子の色フィル
   タールレイ−ＬＫあるレジストレーション調整に用いる
   図形の一端と前記色フイルタ−アレイを有さない固体撮
   像素子の映像信号に光電変換する・自効な受光画素の端
   部にある受光画素の開口端と全所定の関係で一致させる
   こと全特徴とするレジストレーション調整方法。 ７、　前記分が光学系の入射側に設置した光学装置内に
   、前記２補類の固体撮像索子の表面を観測している画像
   枠内に基準線が観測できるような光学素子を装着し、こ
   の基準線に、前ＨＵ２色フィルター７レイを有する固体
   撮像素子の己フィルターアンイ上にあるレジストレーシ
   ョン調整に用いる図形の一端を合せ、力）っ前記色フイ
   ルタ−アレイを有さない他の固体撮像索子の映像信号に
   光電変換する存効な受光画素の端部にある受光ｉｉ！Ｉ
   ＋累の開口端をも前記基準線に合せることによって、ふ
   た゛っ以上の固体撮像索子の光電変換面の光学像に対す
   る相対位置を所定の関係で一致させるよプにした特許請
   求の範囲第す項に記載のレジストレーション調整方法。