JPH07112050B2 - 光半導体装置 - Google Patents

光半導体装置

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JPH07112050B2 JP61166896A JP16689686A JPH07112050B2 JP H07112050 B2 JPH07112050 B2 JP H07112050B2 JP 61166896 A JP61166896 A JP 61166896A JP 16689686 A JP16689686 A JP 16689686A JP H07112050 B2 JPH07112050 B2 JP H07112050B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は入射光を電気信号に変換する光電変換素子を光
透過性樹脂を用いて封止した光半導体装置に関する。
〔従来技術の説明〕
従来、入射光を電気信号に変換する光電変換装置は第2
図に示すように構成されている。
すなわち、光電変換素子1を光電変換素子支持部材2上
に固定保持し、光電変換素子1とリード端子2′の所定
の箇所に、極細金属線3を用いてワイヤボンデイング
し、次に、光透過性樹脂4を用いて成形し、外形を形成
する。その後、リード端子2′の外部導出部7を必要長
さに切断し、所望状態に曲げるなどして光半導体装置を
構成していた。
ところで、上記構成の従来の光半導体装置には、下述の
ごとき諸問題が存在する。
すなわち、光電変換素子1の光受容部が複数個(n個)
の光受容部から構成されている場合、光電変換素子1の
n個の光受容部に均一な光束を有する光6が入射する
と、該n個の光受容部から得られる電気信号は、すべて
同一なレベルにならなければならないところ、実際上は
同一なレベルにならないという問題がある。また、n個
の光受容部のうちのある1つの光受容部に光を入射さ
せ、その他の光受容部には光を入射させない場合におい
ては、光を入射させない光受容部にも暗電流よりも大な
る電気信号出力が得られてしまうという問題もある。
〔発明の目的〕
本発明は、前述した従来の光半導体装置における上述の
諸問題を克服して、優れた特性を有する光半導体装置を
提供することを目的とする。
即ち、本発明の主たる目的は、光透過性樹脂を用いて封
止した光半導体装置において、光電変換素子を構成する
複数個の光受容部から得られる電気信号が均一である光
半導体装置を提供することにある。
〔発明の構成〕
本発明は、前述の従来装置における諸問題を解決して上
記本発明の目的を達成すべく鋭意研究を重ねたところ、
前述の従来装置の諸問題は以下のごとき原因によるもの
であることが判明した。
前述の問題の発生原因について、第2図を用いて説明す
る。
即ち、空気層8から光透過性樹脂4および光電変換素子
4に直角に光線6が入射した時光電変換素子1の表面9
で、光が反射散乱される。反射散乱された光強度は表面
9の材料、面積度にも依るが角度依存性を持つ。反射さ
れた散乱光は樹脂4から空気層8へ抜けるものもあれば
空気層8と樹脂4の界面10で反射されるものもある。
スネルの法則によればある角度θ1で全反射する。θ1
光透過性樹脂4と空気層8の屈折率により決定される。
例えば光透過性樹脂4、空気層8の屈折率をそれぞれ1.
5、1とした時、θ1は略40度となり略40度以上になった
場合全反射する。従って光電変換素子1の受光部5の入
射光量Aは、次式Iで表わされる。
A=(光線6の光量)+(θr(θr≧θ1)をなす光
線の全反射光量の積分値)+(θr(θr<θ1)をな
す光線の反射光量の積分値) ……I 式Iの第3項においてθrの値がθ1より小さい時反射
光量は非常に小さく無視できる値であるが、θrがθ1
にほぼ近い値になった時に反射光量は大になる。
つまり受光部5の入射光量は光線6の光量と光電変換素
子1面上で受光部5を中心にl1を半径にして描いた円の
円周近傍および円外から反射した光の入射光量の和とな
り、後者の不要反射光が入射するために光学特性異常が
生じ、前述のごとき問題が生じることとなる。
本発明は、上述の知見に基づいて更に研究を続けた結果
完成するに至ったものである。
即ち、本発明の光半導体装置は、光電変換素子を光電変
換素子支持部材上に固定保持し、該素子とリード端子を
極細金属線を介して電気的に接続したのち、光透過性樹
脂を用いて封止した光半導体体装置であって、封止体外
形の少なくとも光透過面と光電変換素子との間の厚さお
よび前記光透過面の形成が、光電変換素子の受光部から
の反射光がさらに封止体外形面で反射されて別の受光部
へ入射する入射光および光電変換素子の受光部周辺から
の反射光がさらに封止体外形面で反射されて受光部へ入
射する入射光の影響を減少させうる厚味および形状であ
ることを特徴とするものである。
本発明の光半導体装置は、下述する態様を含有する。
1つの態様は下記の構成の光半導体装置である。
即ち、複数の受光部を有する光電変換素子と、該光電変
換素子とリード端子とを接続する細線と、を光透過性樹
脂を用いて封止してなる光半導体装置であって、封止体
外形の光透過面と前記光電変換素子の表面との間の距離
をD、前記光透過面における全反射角度をθ1としたと
きに、前記光電変換素子の表面において前記複数の受光
部のうち任意の受光部を中心に2・D・tanθ1を半径に
して描いた円内の領域に該複数の受光部が全て位置して
いることを特徴とする。
前記光透過面は、前記封止体外形の凸部表面であること
ができる。
他の態様は下記の構成の焦点検出装置である。
即ち、結像レンズと測距用センサーとを具備する焦点検
出装置であって、前記測距用センサーが、並列に配され
た2つのラインセンサーを含む光電変換素子と、該光電
変換素子とリード端子とを接続する細線とを光透過性樹
脂を用いて封止してなり、封止体外形の光透過面と前記
光電変換素子の表面との間の距離をD、前記光透過面に
おける全反射角度をθ1としたときに、前記光電変換素
子の表面において前記ラインセンサーの任意の受光部を
中心に2・D・tanθ1を半径にして描いた円内の領域に
該ラインセンサーの受光部が全て位置しているセンサー
であることを特徴とする。
以下、図示の実施例により本発明を詳しく説明するが、
本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
第1図は、本発明の光半導体装置の1実施例を模式的に
示す断面略図である。なお、第1図において、前述の第
2図と同一符号を付したものは、第2図と同一のものを
示している。すなわち光電変換素子1を光電変換素子支
持部材2に固定保持し、光電変換素子1とリード端子
2′の所定箇所に極細金属線3を用いてワイヤボンデイ
ングし、次に光透過性樹脂4を用いて、トランスファー
モールド法等の成形手段により1体的に成形し、外形を
形成する。成形型は、封止体外形の少なくとも光透過面
と光電変換素子との間の距離が従来のものに比べて大で
ある型を用いる。即ち、第1図において、d1を従来の光
半導体装置の封止体外形表面と光電変換素子1との間の
距離、d1+d2を本発明の封止体外形の少なくとも光透過
面と光電変換素子1との間の距離とすると、従来のもの
の場合D=d1であるのに対し、本発明の場合D=d1+d2
(d2>0)であるようにする。その後、リード端子2′
の外部導出部7を必要長さに切断し、所望形状に曲げる
などして、光半導体装置を形成する。
光線6が光透過性樹脂4の外形および光電変換素子1に
直角に入射した時、θをスネルの法則に従う全反射角度
とすると、光電変換素子1の受光部5に入射する光量
は、従来の光半導体装置(d2=0)の場合、次式IIで表
わされるものとなる。
A=(光線6の光量)+(光電変換素子1面上でl1を半
径にして描いた円の円周近傍と円外から反射した光の入
射光量の和) ……II これに対し、本発明の光半導体装置(d2≠0)の場合、
次式IIIで表わされるものとなる。
A=(光線6の光量)+(光電変換素子1面上でl2を半
径にして描いた円の円周近傍と円外から反射した光の入
射光量の和) ……III 式IIIにおいて、l1=2d1tanθ1 l2=2(d1+d2)tanθ1 l2−l1=2d2tanθ1 (θ1、l1は一定) となる。従ってd2(=嵩上げ高さ)を大きくすればする
程l2−l1の値が大になることにより反射光の入射する領
域が狭くなり反射による影響が少なくなる。また光の強
度は光路長の二乗に反比例することから、本発明の場
合、光路長が長くなるゆえに、反射光の入射する強度の
絶対値も減少し影響が少なくなる。つまり反射光の影響
を少なくするためには、光電変換素子1の受光部以外か
らの反射光の影響を少なくするため受光部以外は光到達
できないようにマスキングすることと、光電変換素子1
の任意の受光部が略l2を半径にして描いた円内に入るよ
うにd2(=嵩上げ高さ)の厚さおよび封止体外形の少な
くとも光透過面形状を設計すれば良い。またマスキング
しても光電変換素子1面の受光部部以外にも光到達する
場合、また任意の受光部が略l2を半径にして描いた円外
に存在せざるを得ない場合は予め影響の程度を把握しd2
(=嵩上げ高さ)および封止体外形の少なくとも光透過
面形状を設計すれば良い。
次に本発明の効果について第1図を用いて説明する。本
発明の光半導体装置において、d2が大になればなる程反
射の影響が少なくなるとともに、光路長が長くなること
による反射光量の絶対値が小さくなりさらに影響が少な
くなる。
本発明の光半導体装置は、光電変換素子がCCD等受光面
が多分割化されているラインセンサー、エリアセンサー
等反射の影響がシビアに問われるセンサーに有効であ
る。
第3〜4図を用いて、本発明の光半導体装置をカメラの
オートフォーカスセンサーとして用いた時の光学特性向
上効果について説明する。
第3図は本発明の光半導体装置をカメラのAFセンサーと
して用いた場合の光学系展開図を示す。図中、13〜18は
焦点検出装置(AFu)を構成する部品を夫々示してい
る。即ち、13はピント面近傍に置かれた視野マスク、14
はフィールドレンズ、15は開口15a、15bを持つ測距光束
分割用マスク、16は二次結像レンズで、16a、16bがレン
ズ部である。17は測距用センサー(本発明の光半導体装
置)で、多数の画素が一直線上に並んだ一対のラインセ
ンサー17a、17bを有している。
18a、18bは各々二次結像レンズ16のレンズ部16a、16bに
よって投影された13aの像で、該18a、18bの境界部がぴ
ったり隣接する様に15aの大きさが決められている。14
は通過した光束を有効に測距光束分割用マスク15および
二次結像レンズ16に導くためのレンズである。
従って当光学系において撮影レンズを通った光束は13の
上で結像し、更に開口15a、15bを通過して、レンズ部16
a、16bによりラインセンサー17a、17b上の18a、18b内に
再結像される。そしてラインセンサー17a、17b上の2像
の相対位置を検出して合焦状態を判別する様になってい
る。
第4図にその原理を示す。ラインセンサー17a17b上に投
影された像の各々の出力をEa、Ebとすると、合焦状態で
は2像の距離Sがある値Soとなるように設定されている
ものとする。そして撮影レンズが非合焦の状態ではS≠
Soとなるが、これを検出するためにはEaとEbを相対的に
bitシフトさせて2像の相関をとるという手法が用いら
れる。
ここでもし18a上の像が前述した反射により18a上自体の
像に反射の影響を及ぼすとか、18b上の像が前述した反
射により18b上自体の像に反射の影響を及ぼすとか、ま
た18a上の像が前述した反射により18b上の像に反射の影
響を及ぼすとか、18b上の像が前述した反射により18a上
の像に反射の影響を及ぼすとEaとEbは本来の被写体輝度
分布とは異なった形状となるので真の被写体情報とは異
なった情報で相関演算をしていることになり、その結果
として検出されたピント情報に誤差を生ずることとな
る。
本発明の光半導体装置を用いると反射の影響が減少し正
確なピント情報を与えることになり、特にAFとして有利
なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光半導体装置の一実施例を模式的に示
す断面略図であり、第2図は従来の光半導体装置を模式
的に示す断面略図である。第3図は、本発明の光半導体
装置をカメラのAFセンサーとして用いた場合の光学系展
開図であり、第4図は、その原理を説明するための図で
ある。 1……光電変換素子、2……光電変換素子支持部材、
2′……リード端子、3……極細金属線、4……光透過
性樹脂、5……光電変換素子の受光部、6……光線、7
……リード端子の外部導出部、8……空気層、9……光
電変換素子の表面、10……光透過性樹脂と空気層との界
面、13……視野マスク、14……フィールドレンズ、15…
…測距光束分割用マスク、15a、15b……開口、16……二
次結像レンズ、16a、16b……レンズ部、17……測距用セ
ンサー、17a、17b……ラインセンサー、18a、18b……投
影された13aの像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大貫 一朗 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者 須田 康夫 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者 大高 圭史 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の受光部を有する光電変換素子と、該
    光電変換素子とリード端子とを接続する細線と、を光透
    過性樹脂を用いて封止してなる光半導体装置であって、
    封止体外形の光透過面と前記光電変換素子の表面との間
    の距離をD、前記光透過面における全反射角度をθ1
    したときに、前記光電変換素子の表面において前記複数
    の受光部のうち任意の受光部を中心に2・D・tanθ1
    半径にして描いた円内の領域に該複数の受光部が全て位
    置していることを特徴とする光半導体装置。
  2. 【請求項2】前記光透過面は、前記封止体外形の凸部表
    面であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
    の半導体装置。
  3. 【請求項3】結像レンズと測距用センサーとを具備する
    焦点検出装置であって、前記測距用センサーが、並列に
    配された2つのラインセンサーを含む光電変換素子と、
    該光電変換素子とリード端子とを接続する細線と、を光
    透過性樹脂を用いて封止してなり、封止体外形の光透過
    面と前記光電変換素子の表面との間の距離をD、前記光
    透過面における全反射角度をθ1としたときに、前記光
    電変換素子の表面において前記ラインセンサーの任意の
    受光部を中心に2・D・tanθ1を半径にして描いた円内
    の領域に該ラインセンサーの受光部が全て位置している
    センサーであることを特徴とする焦点検出装置。
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