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Dokumentenidentifikation DE602004005861T2 20.12.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001639808
Titel BILDSENSOR MIT LINEAREN ANEINANDERSTOSSENDEN STÄBEN
Anmelder E2V SEMICONDUCTORS, Saint Egreve, FR
Erfinder LIGOZAT, Thierry THALES Intellectual Property, F-94117 ARCUEIL, FR;
GILI, Bruno THALES Intellectual Property, F-94117 ARCUEIL, FR
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 602004005861
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 25.06.2004
EP-Aktenzeichen 047660774
WO-Anmeldetag 25.06.2004
PCT-Aktenzeichen PCT/EP2004/051239
WO-Veröffentlichungsnummer 2005002208
WO-Veröffentlichungsdatum 06.01.2005
EP-Offenlegungsdatum 29.03.2006
EP date of grant 11.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.12.2007
IPC-Hauptklasse H04N 3/15(2006.01)A, F, I, 20061128, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft die Herstellung von großdimensionierten Bildsensoren, die durch relativen Durchlauf zwischen dem Bild und dem Sensor arbeiten. Es handelt sich also um lineare Sensoren, d.h. Sensoren, die eine oder mehrere Zeilen von fotoempfindlichen Detektoren aufweisen, die dazu bestimmt sind, während des relativen Durchlaufs zwischen dem Bild und dem Sensor ein globales zweidimensionales Bild wiederherzustellen, d.h. eine Dimension in der Richtung der Zeile von fotoempfindlichen Detektoren und eine Dimension in der Durchlaufrichtung lotrecht zu dieser Zeile.

Es ist klar, dass in dieser Definition die Sensoren mit linearen Leisten mit mehreren Zeilen, und insbesondere die linearen Sensoren vom Typ TDI (Time Delay Integration) enthalten sind, die mehrere Zeilen, sogar mehrere zehn Zeilen, aufweisen können, die dazu bestimmt sind, durch aufeinanderfolgende Beobachtung der gleichen Bildzeile durch mehrere Detektorzeilen das Signal/Rausch-Verhältnis der Erfassung zu verbessern.

Für besondere Anwendungen, wie zum Beispiel die Beobachtung der Erde ausgehend von Satelliten, möchte man lineare Sensoren großer Länge herstellen, größer als diejenige, die man auf einem einzigen Siliciumchip herstellen kann, und hierfür kann man mehrere Chips in Richtung ihrer Länge endweise fluchtend ausrichten.

1 stellt in Draufsicht auf einer Platine 10 eine fluchtende Anordnung von mehreren Gehäusen B1, B2, B3, ... dar, die je einen Halbleiterchip P1, P2, P3, ... in Form einer Leiste tragen, wobei jeder Chip elektrisch mit seinem Gehäuse über Drähte verbunden ist, die zwischen Anschlusskontakte des Chips und Anschlusskontakte des Gehäuses geschweißt sind.

Der Nachteil dieser Anordnung ist das Vorhandensein von Blindzonen: Selbst wenn die fotoempfindlichen Punkte praktisch bis zum Rand des Chips gehen, und selbst wenn der Chip praktisch bis zum Rand des Gehäuses geht, weisen die Verbindungszonen an der Grenze zwischen zwei Chips keine fotoempfindlichen Punkte (oder Bilderfassungspixel) auf. Die Pixel können nämlich kaum näher als etwa fünfzig Mikrometer zum Rand des Chips kommen, und der Chip kann nur mit einer Toleranz der gleichen Größenordnung bis zum Rand des Gehäuses kommen. Für Pixel mit einem Abstand von etwa 10 Mikrometer können etwa zehn Pixel in jeder Aneinanderfügungszone benachbarter Gehäuse fehlen. Dies ist nicht akzeptabel, denn das globale Bild, das im Lauf der relativen Verschiebung des Sensors wiederhergestellt wird, würde schwarze Spalten in Richtung des Durchlaufs aufweisen.

2 zeigt im seitlichen Schnitt eine Lösung, die versucht wurde, um diesen Nachteil zu beseitigen: Die Bildaufnahmeoptik projiziert das zu erfassende Bild nicht direkt auf den fotoempfindlichen Sensor, sondern auf die ebene Eintrittseite einer Gruppe von Lichtleitfaserbündeln F1, F2, F3, ...; die Faserbündel F1, F2, F3 liegen nebeneinander und lassen auf ihrer Eintrittseite keinen Zwischenraum zwischen sich; aber jedes Bündel wird durch Zusammenziehen auf der zum Chip weisenden Seite verformt, damit seine Austrittseite nur die Nutzlänge der linearen Leiste belegt. So werden die Blindzonen beseitigt. Diese Lösung ist sehr teuer, insbesondere aufgrund der äußersten Präzision, die bei dem Nebeneinandereinbau der Faserbündel und der Verformung dieser Bündel notwendig ist, damit ihr Austritt genau die aktive fotoempfindliche Länge jeder Leiste belegt.

3 zeigt eine praktischere Lösung, die in Betracht gezogen werden kann: Die Chips sind aneinandergefügt, aber auf Lücke; sie sind also nicht fluchtend ausgerichtet, oder genauer, sie sind in zwei Gruppen von fluchtend ausgerichteten Chips aufgeteilt, und die zwei Gruppen formen zwei parallele fluchtende Anordnungen, wobei jeder Chip der zweiten Gruppe zwischen zwei in Abstand zueinander befindlichen Chips der ersten Gruppe, aber zu der fluchtenden Anordnung der Chips der ersten Gruppe versetzt angeordnet ist. Der Abstand zwischen zwei Chips einer fluchtenden Anordnung ist kleiner als die Länge des Gehäuses eines Chips. Die Gehäuse liegen also an ihrem Ende entlang einem Rand parallel zur Fluchtungsrichtung aufeinander auf; die Enden der benachbarten Chips weisen Erfassungszonenabschnitte auf, die sich gegenseitig überdecken, so dass es absolut keine Totzone gibt. Der Abstand der Ausrichtungsachsen der zwei Gruppen ist gleich der Breite L des Gehäuses. Er ist perfekt bekannt, und bei einer Durchlauf-Bildaufnahme wird unter Berücksichtigung der Durchlaufgeschwindigkeit V eine Bildzeile wiederhergestellt, indem die von zwei benachbarten Chips gelieferten Informationen nicht im gleichen Zeitpunkt, sondern mit einem Zeitabstand L/V kombiniert werden, der die Tatsache kompensiert, dass die Chips nicht zur gleichen Zeit die gleiche Bildzeile sehen.

Diese Lösung hat Nachteile, die mit der Notwendigkeit der Wiederherstellung des endgültigen Bilds verbunden sind, mit Gefahren der Verzerrung und der Instabilität, die um so störender sind, je größer der Abstand zwischen den zwei Chipausrichtungen ist. Der Abstand ist aber gleich der Breite des Gehäuses, also mehrere Zentimeter.

Eine mögliche Lösung, um diesen Nachteil zu begrenzen, ist in 4 dargestellt: Die Chips sind ganz am Rand des Gehäuses angeordnet, wobei alle Verbindungsdrähte des Chips mit dem Gehäuse auf eine Seite des Chips verschoben sind. Die Chips sind wieder auf Lücke angeordnet, und das Signal, das sie liefern, muss verarbeitet werden, um eine Wiederherstellung durchzuführen, die die Verschiebung der Fluchtungsachse der Chips berücksichtigt, aber diese Verschiebung beträgt praktisch nur noch die Breite des Chips und nicht mehr die Breite des Gehäuses.

Leider ist diese Lösung teuer, da sie dazu zwingt, einen speziellen Chip zu konzipieren, der nur auf einer Seite Anschlusskontakte hat, und außerdem kann sie dazu zwingen, zwei unterschiedliche Bauteile zu verwenden, je nachdem, ob der Chip Teil der einen oder der anderen fluchtenden Ausrichtung ist, da die Chips abwechselnd umgekehrt sind; das Umkehren ist aber nicht unbedingt mit dem Betrieb des Chips kompatibel. Dies ist insbesondere der Fall bei multilinearen Leisten, die im TDI-Modus ("Time Delay Integration") arbeiten, oder bei multispektralen Bilderzeugungsleisten, die mehrere Zeilen von Farben entsprechenden Pixeln oder unterschiedliche Spektrumzonen haben. In diesen beiden Fällen führt die Umkehr des Chips nämlich zu Problemen der Signalverarbeitung. Diese Lösung ist also schwierig anzuwenden.

Um die Aneinanderfügung auf Lücke noch zu verbessern, mit gegenseitiger Überdeckung der fotoempfindlichen Zonen, um die Blindzonen zu vermeiden, schlägt die vorliegende Erfindung hauptsächlich einen Sensor vor, dessen Gehäuse, anstatt einfach rechteckig zu sein, wie es üblicherweise der Fall ist, zwei kleine seitliche Verlängerungen von im Wesentlichen gleicher Breite wie der Chip und von im Wesentlichen gleicher Länge wie die gewünschte gegenseitige Überdeckung zwischen den Chips aufweist. Diese Verlängerungen erstrecken sich in Richtung der Länge des Chips. Der Chip bedeckt diese Verlängerungen (die keine Anschlusskontakte aufweisen) praktisch vollständig. Die Verlängerungen von zwei Gehäusen grenzen (in physikalischem Kontakt oder fast in physikalischem Kontakt) über ihre Seite parallel zur fluchtenden Ausrichtung der Chips aneinander. Es gibt keinen Anschlusskontakt auf dem Substrat in der Zone der seitlichen Verlängerungen.

Man hat also eine Aneinanderfügung auf Lücke mit einem Achsabstand gleich der Breite der Chips oder in etwa, ohne dass es notwendig wäre, ein spezielles Bauteil zu konzipieren (die Anschlüsse können sich nämlich auf beiden Seiten des Chips befinden), und ohne dass man zwei unterschiedliche Bauteile benötigen würde, eines für jede der fluchtenden Anordnungen, wie es bei der Anordnung der 4 der Fall ist.

Folglich wird erfindungsgemäß ein Bildsensor vorgeschlagen, der mehrere lineare Bilderfassungsleisten aufweist, die einander zugeordnet sind, um einen linearen Bildsensor einer größeren Länge als die jeder Leiste zu formen, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten auf Gehäuse montiert sind, deren Oberfläche die Form eines länglichen Rechtecks hat, das auf zwei einander gegenüber liegenden kleinen Seiten des Rechtecks mit zwei Verlängerungen versehen ist, die im Wesentlichen von den Enden der Leiste bedeckt werden, wobei die Gehäuse auf Lücke montiert sind und zwei Gehäuse einander entlang einer ihrer jeweiligen Verlängerungen benachbart sind. Diese Verlängerungen haben eine geringere Breite als diejenige der kleinen Seiten des Rechtecks. Es gibt keine Anschlusskontakte auf den Gehäusen, so dass diese alle gleich sein und ohne Umkehr nebeneinander angeordnet werden können.

Man kann aber auch eine Variante in Betracht ziehen, gemäß der die Chips über ein rechteckiges Gehäuse überstehen, ohne dass Verlängerungen dieses rechteckigen Gehäuses sie tragen. Diese Variante ist weniger günstig, da sie die Chips Zwängen unterwirft, die nicht immer mit strengen Umgebungsbedingungen kompatibel sind, insbesondere aus der Sicht der Stöße und der Vibrationen; andererseits ist die Verbindung des Chips mit Masse auf seiner ganzen Rückseite, sowie die Wärmeableitung weniger gut.

Um diese beiden erfindungsgemäßen Möglichkeiten zu berücksichtigen, wurde die folgende allgemeine Definition der Erfindung formuliert: Ein großdimensionierter Bildsensor, der mit relativen Durchlauf des Bilds bezüglich des Sensors arbeitet, mit mehreren monolithischen Einzelchips, die je einen linearen Bildabschnitt lotrecht zur Durchlaufrichtung erfassen können, wobei die Einzelchips in zwei Gruppen angeordnet sind, wobei die Chips einer Gruppe ausgerichtet sind, um ausgerichtete Bildabschnitte zu erfassen, und die Chips der anderen Gruppe ausgerichtet sind, um andere ausgerichtete, aber bezüglich der Chips der ersten Gruppe in der relativen Durchlaufrichtung verschobene Bildabschnitte zu erfassen, wobei die Chips der zweiten Gruppe bezüglich der Chips der ersten Gruppe so auf Lücke angeordnet sind, dass alle Chips der ersten Gruppe sich neben mindestens einem Chip der zweiten Gruppe befinden, wobei die Chips je auf ein Gehäuse montiert sind, wobei Anschlussdrähte zwischen Anschlusskontakten des Gehäuses und Anschlusskontakten an der Oberfläche des Chips angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Gehäuses, auf die der Chip montiert ist, einen Hauptbereich aufweist, dessen Form ein längliches Rechteck ist, dessen Länge geringer ist als die Länge des Chips und dessen Breite größer ist als diejenige des Chips, wobei alle Anschlusskontakte des Gehäuses sich entlang des Chips im Inneren dieses Rechtecks befinden, wobei alle Chips zwei über das Rechteck überstehende Enden aufweisen, wobei ein überstehendes Ende eines Chips über eine Seite parallel zur Ausrichtung der Chips einer ebenfalls zur Ausrichtung der Chips parallelen Seite des überstehenden Endes eines anderen Chips benachbart ist. Die Gehäuse sind alle gleich und ohne Umkehr nebeneinander angeordnet.

Das Chipende steht also erfindungsgemäß entweder ins Leere oder auf eine Verlängerung des Gehäuses über, wodurch die rechteckige Zone in der allgemeinen Richtung der Länge des Rechtecks verlängert wird.

Bei der Ausführung mit einem rechteckigen Gehäuse mit zwei Verlängerungen, die sich unter den überstehenden Bereichen der Chips befinden, sieht man vorzugsweise vor, dass die Längenabmessung dieser Verlängerungen in Richtung der Ausrichtung sowie die Breitenabmessung in Richtung des Bilddurchlaufs kaum größer als die Länge und die Breite des überstehenden Chipbereichs ist, der diese Verlängerung überdeckt. Nur ein Positionierungs-Toleranzbereich ist vorgesehen, zum Beispiel in der Größenordnung von 50 bis 100 Mikrometer um den Chip herum, um Gefahren der schlechten Positionierung des Chips auf dem Gehäuse zu berücksichtigen.

Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung hervor, die sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht. Es zeigen:

die bereits beschriebenen 1 bis 4 verschiedene Möglichkeiten des Zusammenbaus von linearen Leisten, um einen großdimensionierten Sensor zu bilden;

5 eine erste Möglichkeit der Aneinanderfügung von Leisten gemäß der Erfindung, mit einem Gehäuse, das mit zwei Verlängerungen versehen ist, und einem Chip, der diese Verlängerungen bedeckt;

6 im Einzelnen ein erfindungsgemäßes Gehäuse;

7 eine Ausführungsvariante mit einem rechteckigen Gehäuse ohne Verlängerung und einem überstehenden Chip.

In 5 sieht man den erfindungsgemäßen linearen Sensor mit mehreren linearen Chips, die auf Lücke aneinandergefügt sind, mit teilweiser Überdeckung an den Enden der Chips. Die auf Lücke angeordneten Chips bilden zwei parallele Ausrichtungen, deren Achsen Geraden D1 und D2 lotrecht zur Durchlaufrichtung Ox des Bilds bezüglich des Sensors sind.

Die erste Ausrichtung weist die linearen Chips ungeraden Rangs P1, P3, usw. auf, die je von einem Gehäuse B1, B3 getragen werden, und die Zeile, die linear durch die Mitte der Chips verläuft, ist die Gerade D1. Die zweite Ausrichtung enthält die Chips geraden Rangs P2, P4, die von den Gehäusen B2, B4, usw. getragen werden, und ihre zentrale Zeile ist die Gerade D2.

Die Geraden D1 und D2 sind durch einen Abstand L getrennt, der gleich der oder geringfügig größer (um 100 bis 200 Mikrometer zum Beispiel) als die Breite der Chips ist (Breite gerechnet in der Richtung Ox, zum Beispiel gleich einigen Millimetern). Diese Breite ist wesentlich geringer als diejenige der Gehäuse, die sie tragen (ein oder mehrere Zentimeter), so dass der Abstand L der Geraden D1 und D2 wesentlich geringer ist als derjenige in 3. Die Chips sind alle gleich und in gleicher Weise auf ihr Gehäuse montiert, im Gegensatz zum Fall der 4.

Die Gehäuse, die alle gleich sind, haben eine allgemein längliche Form, da die Chips lineare Leisten (eine Zeile oder mehrere Zeilen) sind, sie haben also zwei große Seiten parallel zu den Geraden D1 und D2 und zwei kleine Seiten an den Enden dieser großen Seiten. Die kleinen Seiten weisen je eine Verlängerung oder "Lappen" auf, die das Gehäuse in Richtung der Geraden D1 und D2 verlängert. Der auf ein Gehäuse montierte Chip bedeckt den größten Teil der Oberfläche dieser Verlängerungen, wobei aber ein geringer Randbereich (50 bis 100 Mikrometer) auf allen Rändern der Verlängerung vorgesehen werden kann, damit das Gehäuse über die Fläche des Chips in der Zone der Verlängerung übersteht.

Die auf Lücke angeordneten Gehäuse liegen mit ihren Verlängerungen aufeinander: Die Gehäuse sind entlang von zu den Geraden D1 und D2 parallelen Rändern in Kontakt. Andererseits kann die Verlängerung eines Gehäuses sich dort gegen eine kleine Seite des Gehäuses auflegen, wo es keine Verlängerung gibt.

Die Gehäuse sind also sehr genau zueinander positioniert, da die Abmessungen (Breite und Länge) der Verlängerungen präzise bearbeitet sind.

Da die Breite der Verlängerungen (in der Durchlaufrichtung Ox) kaum größer ist als die Breite des Chips, erfolgen die Verbindungen zwischen dem Chip und dem Gehäuse ausschließlich im Hauptbereich der Oberseite des Gehäuses und nicht in den Verlängerungen: Es gibt keinen Anschlusskontakt auf der Oberseite des Gehäuses in den Verlängerungen.

Anders gesagt, hat die Oberfläche des Gehäuses eine längliche rechteckige Form mit zwei großen Seiten und zwei kleinen Seiten und eine Verlängerung auf jeder kleinen Seite, die über das Rechteck übersteht, und die Anschlusskontakte befinden sich alle innerhalb des Rechtecks, das den Hauptbereich des Gehäuses bildet, während die Verlängerung einen Nebenbereich bildet.

Die auf Lücke angeordneten Chips bedecken sich gegenseitig in der Zone der Verlängerungen, d.h., dass der Chip nützliche fotoempfindliche Punkte in der Zone der Verlängerungen aufweist, und die fotoempfindlichen Punkte eines Chips ungeraden Rangs sehen eine gegebene Bildzeile, kurz bevor die fotoempfindlichen Punkte eines angrenzenden Chips ungeraden Rangs die gleiche Bildzeile sehen. Wenn die Durchlaufgeschwindigkeit V und der Abstand zwischen den Geraden D1 und D2 L ist, sieht die Zeile geraden Rangs die gleiche Bildzeile nach einer Zeit L/V. Um bei der Bildwiederherstellung ein zweidimensionales Bild zu erhalten, achtet man darauf, die in einem Zeitpunkt t von den Chips ungeraden Rangs gelieferten Signale den Signalen zuzuordnen, die von den Chips geraden Rangs im Zeitpunkt t + L/V geliefert werden.

Die fotoempfindlichen Punkte, die sich gegenseitig überdecken, ermöglichen es, keine Blindzone in der Zeile von Leisten fotoempfindlicher Punkte zu haben: Die meisten Punkte einer Bildzeile werden von einer einzigen Leiste gesehen, aber in der Überdeckungszone werden die Punkte zweimal gesehen, einmal im Zeitpunkt t und einmal im Zeitpunkt t + L/V; eine einfache Signalverarbeitung ermöglicht es, diesen Punkten einen einzigen Wert zu geben, ein Wert, der derjenige sein kann, der von dem einen oder anderen Chip gelesen wird, oder der Mittelwert der zwei gelesenen Werte, ggf. gewichtet in Abhängigkeit von der Position des Punkts auf der Leiste.

Die Länge der Verlängerungen kann der notwendigen Länge entsprechen, um auf der Verlängerung einige zehn fotoempfindliche Punkte anzuordnen. Zum Beispiel für eine Leiste mit einer Länge von mehreren Zentimetern und fotoempfindlichen Punkten in einem Abstand von 10 Mikrometern kann man Verlängerungen von 1 Millimeter vorsehen. In einem Beispiel eines Raumbilderzeugungssensors kann die Länge des Gehäuses 5 Zentimeter, die Breite des Gehäuses 1 bis 2 cm und die Breite des Chips 2 oder 3 Millimeter betragen.

In 6 sieht man von oben gesehen das Detail eines Gehäuses B2 geraden Rangs, angefügt an ein Gehäuse B3 ungeraden Rangs.

Die allgemeine Form des Hauptbereichs der Oberfläche des Gehäuses ist länglich rechteckig, mit zwei großen Seiten 20 und 22 und zwei kleinen Seiten 24 und 26, und die kleinen Seiten sind mit zwei Verlängerungen 30 und 32 versehen, die sich links bzw. rechts vom Gehäuse befinden und sich parallel zur Längenrichtung des Rechtecks erstrecken.

Der Chip P2 in Form einer linearen Leiste ist elektrisch mit dem Gehäuse B2 über Anschlussdrähte verbunden, die Anschlusskontakte 28 des Chips mit Anschlusskontakten 34 des Gehäuses verbinden. Ausschließlich auf der rechteckigen Hauptfläche des Gehäuses, die von den großen Seiten 20 und 22 und den kleinen Seiten 24 und 26 begrenzt wird, findet man elektrische Anschlusskontakte 34. Es gibt keine Anschlusskontakte von Drähten auf den Verlängerungen 30 und 32, die, wie man sieht, fast vollständig vom Chip bedeckt werden. Man könnte zur Not vorsehen, dass es Anschlusskontakte 28 auf dem Chip in der Zone der Verlängerung gibt, wobei diese Drähte zu Anschlusskontakten 34 des Gehäuses im Hauptbereich führen.

Die Gehäuse B2 und B3 sind mittels ihrer jeweiligen Verlängerungen aneinandergefügt, der rechten Verlängerung 32 für das Gehäuse B2, der linken Verlängerung 30' für das Gehäuse B3: Das linke Ende der Verlängerung 30' des Gehäuses B3 liegt auf der kleinen rechten Seite 26 des Gehäuses B2 auf (oder liegt fast auf, wenn man bevorzugt, dass es keinen vollständigen mechanischen Kontakt an dieser Stelle gibt); in gleicher Weise liegt die Verlängerung 32 des Gehäuses B2 gegen die kleine linke Seite des Gehäuses B3 an (oder fast an); und um den Abstand zwischen den Zeilen von Chips geraden Rangs und ungeraden Rangs zu definieren, liegen die Verlängerungen 32 und 30' in der Richtung Ox durch ihre Seitenränder aneinander (oder fast aneinander), die lotrecht zur Durchlaufrichtung sind (Ränder parallel zur Längenrichtung der Leisten), und die einander gegenüber liegen, wenn die Gehäuse auf Lücke angeordnet werden.

Der Abstand L zwischen den Längenachsen der Leisten von fotoempfindlichen Punkten der zwei fluchtenden Anordnungen von Chips ist gleich der Breite der Verlängerung, wobei der Chip in der Mitte der Verlängerung angeordnet wird, damit alle Einheiten Chip + Gehäuse gleich sind. Die Breite der Verlängerung ist gleich der Breite des Chips, zu der man einen Positionierungsspielraum von einigen zehn Mikrometer (vorzugsweise etwa 50 Mikrometer bis 200 Mikrometer, zum Beispiel 50 oder 100 Mikrometer) um den ganzen Chip herum hinzufügen kann. Der Spielraum am Ende der Verlängerung kann größer sein, so lange es eine ausreichende Anzahl von fotoempfindlichen Punkten in der Verlängerung gibt, um eine Abdeckung des Bilds zu gewährleisten, das von zwei benachbarten Chips aufgenommen wird.

In 6 ist die Zone Z dargestellt, in der fotoempfindliche Punkte 40 und 40', die zu den Chips P2 bzw. P3 gehören, einander überdecken, d.h. dass sie die gleichen Punkte einer Bildzeile (aber zu unterschiedlichen Zeitpunkten) sehen können, die in der Richtung Ox lotrecht zu den Zeilen von fotoempfindlichen Punkten durchlaufen.

Wie oben gesagt, kann jeder Chip in Form einer länglichen Leiste eine oder mehrere Zeilen von fotoempfindlichen Punkten 40 aufweisen. Es gibt insbesondere mehrere Zeilen in den Leisten vom Typ TDI.

7 zeigt eine Ausführungsvariante, weniger interessant als diejenige der 6 aufgrund der größeren Empfindlichkeit des Zusammenbaus gegenüber Stößen und Vibrationen und aufgrund der weniger guten thermischen und elektrischen Leistungen der Sensoren.

In dieser Variante gibt es keine seitliche Verlängerung am Gehäuse, das Gehäuse ist genau rechteckig mit zwei großen Seiten 20 und 22 und zwei kleinen Seiten 24 und 26, aber der Chip steht seitlich rechts und links vom Gehäuse über, so dass es der Chip selbst ist, der die zum Aneinanderfügen dienende Verlängerung bildet.

Die auf Lücke angeordneten Gehäuse werden aneinandergefügt, indem die Chips mit ihren überstehenden Seitenrändern in Berührung gebracht werden. Das Ende eines Chips berührt (oder berührt fast) eine kleine Seite des angrenzenden Gehäuses, und ein überstehender Seitenrand des Chips berührt (oder berührt fast) einen überstehenden Seitenrand des angrenzenden Chips. Der Abstand zwischen den Achsen der Zeile von Chips geraden Rangs und der Zeile von Chips ungeraden Rangs ist in diesem Fall gleich der Breite der Chips. Die Bildüberdeckung erfolgt durch die überstehenden Bereiche der benachbarten Chips, die die gleichen Punkte einer Bildzeile sehen.

Die Erfindung ist besonders anwendbar auf multilineare Leisten (mehrere Zeilen von Pixeln), die im TDI-Modus arbeiten ("Time Delay Integration"), wo die von einer Zeile beobachteten Signale zu den Signalen hinzugefügt werden, die von der vorhergehenden Zeile beobachtet werden, synchron mit dem Durchlauf der Leiste; sie ist auch besonders anwendbar auf multispektrale Leisten, bei denen mehrere Zeilen von Pixeln vorgesehen sind, wobei jede Zeile einer gegebenen Farbe oder Spektralband entspricht; die Erfindung ist allgemeiner bei der Bilderzeugung mit hoher Auflösung, insbesondere für die Raumbilderzeugung, anwendbar.


Anspruch[de]
Großdimensionierter Bildsensor, der mit relativem Durchlauf des Bilds bezüglich des Sensors arbeitet, mit mehreren monolithischen Einzelchips (P1, P2, P3), die je einen linearen Bildabschnitt lotrecht zur Durchlaufrichtung (Ox) erfassen können, wobei die Einzelchips in zwei Gruppen angeordnet sind, wobei die Chips einer Gruppe ausgerichtet sind, um ausgerichtete Bildabschnitte zu erfassen, und die Chips der anderen Gruppe ausgerichtet sind, um andere ausgerichtete, aber bezüglich der Chips der ersten Gruppe in der relativen Durchlaufrichtung verschobene Bildabschnitte zu erfassen, wobei die Chips der zweiten Gruppe bezüglich der Chips der ersten Gruppe so versetzt angeordnet sind, dass alle Chips der ersten Gruppe sich neben mindestens einem Chip der zweiten Gruppe befinden, wobei die Chips je auf ein Gehäuse montiert sind, wobei Anschlussdrähte zwischen Anschlusskontakten des Gehäuses und Anschlusskontakten an der Oberfläche des Chips angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Gehäuses, auf die der Chip montiert ist, einen Hauptbereich aufweist, dessen Form ein längliches Rechteck ist, dessen Länge geringer ist als die Länge des Chips und dessen Breite größer ist als diejenige des Chips, wobei alle Anschlusskontakte (34) des Gehäuses sich entlang des Chips im Inneren dieses Rechtecks befinden, wobei alle Chips zwei über das Rechteck überstehende Enden aufweisen, wobei ein überstehendes Ende eines Chips über eine Seite parallel zur Ausrichtung der Chips einer ebenfalls zur Ausrichtung der Chips parallelen Seite des überstehenden Endes eines anderen Chips benachbart ist, wobei die Gehäuse gleich und ohne Umkehr nebeneinander angeordnet sind. Bildsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse zwei Verlängerungen (30, 32) aufweist, die dem rechteckigen Hauptbereich benachbart und von einer geringeren Breite als die Breite dieses letzteren sind, wobei diese Verlängerung sich unter dem überstehenden Chipbereich erstreckt. Bildsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungen geringfügig breiter und länger sind als dieser überstehende Chipbereich, unter dem sie sich befinden. Bildsensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Verlängerung des Gehäuses um etwa 50 Mikrometer bis 200 Mikrometer größer ist als die Breite des Chips. Bildsensor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse mit der Verlängerung eines benachbarten Gehäuses in Kontakt steht. Bildsensor nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Chips von benachbarten Gehäusen über einen zur Ausrichtung der Chips parallelen Rand in Kontakt stehen. Bildsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die über das längliche Rechteck überstehenden Chipbereiche fotoempfindliche Elemente aufweisen, um eine Bildüberdeckung zwischen benachbarten Chips herzustellen.






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