JP2005345571A - 撮像装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で簡単な構造であり、かつ高品質な画像を得ることができる撮像装置を提供する。
【解決手段】透光性部材１と該透光性部材１を保持する保持部材５と、この透光性部材１を透過した光を光電変換する光電変換素子１６とを有する。そして、透光性部材１の第１面にレンズ部２が設けられ、かつ透光性部材１における第１面とは反対側の第２面に、絞り開口８を有する絞り部材９が設けられている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に電子機器に搭載される小型の撮像装置に関するものである。

近年、ＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサ等の光電変換素子にレンズを一体的に設けた小型の撮像装置が、携帯電話や情報端末機器等の電子機器に搭載されている。そして、電子機器の小型化に伴い、撮像装置の更なる小型化が求められている。このため、ＣＭＯＳセンサチップ又はＣＣＤセンサチップを含む撮像装置のパッケージングが重要である。

例えば、特許文献１には、光電変換素子と配線基板とを異方性導電膜を用いてフェイスダウンボンディングで接続し、配線基板における光電変換素子とは反対側に光学ガラスを配置するパッケージ構造が開示されている。そして、該パッケージ構造を有するセンサチップパッケージに、保持部材を介して撮影レンズを取り付けることにより、レンズ一体型の撮像装置となる。

図２２には、特許文献１にて開示されたセンサチップパッケージにレンズを一体化した撮像装置の一般的な例を示している。図中の１２０は特許文献１にて開示されたセンサチップパッケージ、１２１は撮影レンズ、１２２は撮影レンズ１２１を接着により保持する鏡筒であり、絞り機能を備えた開口部１２５を有する。１２３は鏡筒１２２を保持し、センサチップパッケージ１２０に接着される保持部材である。

鏡筒１２２と保持部材１２３とはネジ結合されており、保持部材１２３に対する鏡筒１２２の光軸方向位置を調節することにより、センサチップパッケージ１２０の光電変換素子１２４に対してピント調整できる機構となっている。ピント調整を行った後は、鏡筒１２２が保持部材１２３に対して接着固定される。
特許第３２０７３１９号（段落００１７〜００２６、図１〜図４等）

しかしながら、図２２に示したようなレンズ一体型撮像装置には、以下のような問題が存在する。
（１）撮影レンズのピント調整を行うために、保持部材１２３とは別の鏡筒１２２が必要となり、部品点数や製造工程数が増加したりしてしまう。
（２）撮影レンズのピント調整を行うことは可能であるが、撮影レンズ１２１の傾き調整を行うことができないため、撮影レンズ１２１の傾きに起因した画質の低下が懸念される。
（３）撮影レンズ１２１をプラスチック部品とすると、周囲の環境変化から受ける影響が大きく、高精度に位置を保持することが困難である。撮影レンズ１２１にガラスモールド成形品を用いると、製造コストが増加する。

本発明の目的は、小型で簡単な構造であり、かつ高品質な画像を得ることができる撮像装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、透光性部材と、該透光性部材を保持する保持部材と、透光性部材を透過した光を光電変換する光電変換素子とを有する。 そして、透光性部材の第１面には、レンズ部が設けられ、かつ透光性部材における第１面とは反対側の第２面には、絞り開口を有する絞り部材が設けられている。

上記発明によれば、レンズ部および絞り部材を一体化して設けた透光性部材が保持部材に保持される簡単な構造であるため、従来よりも部品数が少なく、小型化し易い撮像装置を実現することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

まず、図１を参照して本実施例の撮像装置が適用された携帯型電子機器(携帯電話機)について説明する。ここで、図１は携帯電話の外観斜視図である。機器本体２００には、電源をオン又はオフする押しボタン式の電源スイッチ２０４が設けられている。２０１は表示画面２０２を備えた表示器であり、機器本体２００に対して回動可能に取り付けられている。表示器２０１には、不図示の通信機器との通信用のアンテナ２０５が設けられている。１００は、表示器２０１に組み込まれた撮像装置であり、電源スイッチ２０４がオンされることにより駆動される。

したがって、撮影時において、該撮像装置１００を構成する撮像素子の像面に被写体像が形成され、撮像素子から出力された被写体像は表示画面７２に表示されることになる。

また、本実施例の撮像装置は、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと称す）等の電子機器にも適用可能であり、図２はノート型ＰＣの外観斜視図である。

本体３００には、操作部（キーボード）３０１、液晶表示部３０２が設けられ、液晶表示部３０２の上部に回転可能に取り付けられた回転部材３０３に撮像装置１００が設けられている。この回転部材３０３により撮影方向を任意に変更し、撮影者自身も撮影可能となる。

よって、この操作部３０１を操作することにより、撮像装置１００に撮影動作を行わせ、該撮像装置１００で撮影された被写体像は、液晶表示画面３０２に表示され、撮影者は、キーボード３０１を操作することにより撮影画像の編集などを行うことができる。また、ＰＣをインターネットに接続することにより、撮影画像を他人に送信することができ、操作部３０１の他にリモートコントロール可能な外部操作機器等を用いて撮影動作を行わせてもよい。

その他、回転部材３０３を図１の電子機器に適用し、撮影方向の変更させるように構成にしてもよく、撮像装置１００に付加される機能、機構等は上記に制限されることなく、また、ＰＤＡや携帯性を有しない固定型の電子機器等にも適用可能である。以下、本実施例における撮像装置１００について詳細に説明する。

図３は本発明の実施例１を示す撮像装置１００を側面側からみた概略断面図である。

１は透光性部材であって、光学ガラスにより平板状に形成されたガラス基板、２はレンズ部、Ｌはレンズ部２の光軸である。レンズ部２は、非球面部３とベース部４からなり、レプリカ成形などの手段により容易に形成することが可能である。レプリカ成形を用いた場合、アクリルもしくはエポキシ製の光硬化性樹脂で成形されることが一般的である。

５はレンズ部２が形成された透光性部材１を保持する保持部材で、接着剤６により透光性部材１が接着保持されている。また、赤外カットフィルタ（層）７は透光性部材１上に多層膜コーティングにより形成されており、この赤外カットフィルタ７上にレンズ部２が配置されている。

この赤外カットフィルタ７は、効率よく可視光線を透過させるため、透過させる可視光波長と不透過とする近赤外光波長のカットオフ波長を６９０ｎｍと設定している。この値は、特開２００１−７８２１５号公報や、特開２００１−７８２１７に開示されているようにカットオフ波長を６７０ｎｍに設定すると、赤外カットフィルタ７へ斜め方向から入射する光の６７０ｎｍ以下の成分を大幅にカットしてしまい、撮影画面周辺の色が画面中央に比べ青みがかってしまうことから、６５０ｎｍから４０ｎｍ程の幅をもたせた設定となっている（波長の精度を考慮すると６７０ｎｍよりもさらに低い光成分もカットしてしまうことになる）。また、カットオフ波長の値がずれると効率は低下するので、本実施例では、効率の低下を限度内に抑えるためにカットオフ波長の精度を±２０ｎｍとしており、カットオフ波長を６７０ｎｍ±２０ｎｍの範囲で設定することが望ましい。

また、透光性部材１の上面には円形状の開口部８を有する絞り部材（絞り層）９が形成されている。絞り層９は印刷により容易に透光性部材１上に一体に形成することはできるが、液晶のブラックマトッリクス作製に用いられるフォトリソグラフィ工程（蒸着）を利用すれば、より高精度な開口を得ることが可能である。ここで赤外カットフィルタ７は少なくとも絞り層９の開口部８からの光束が通る範囲にあればよい。

１２はフレキシブル配線基板（電気配線基板）で、ベース材の絶縁シート１３、銅箔パターン１４により構成されている。絶縁シート１３としては、一般的にポリイミド・ポリアミド・ポリエステル、またはフェノール・ガラスエポキシ樹脂等と紙・ガラス基材の複合基板が用いられる。

そして、フレキシブル配線基板１２は接着剤１５を介して保持部材５に接着固定される。１６は受光領域１７を有する撮像センサチップ（光電変換素子）で、撮像センサチップ１６の周辺部に設けられた電極パッド１８上には金バンプ１９が形成されている。そして、異方性導電ペースト２０を介してフレキシブル配線基板１２と電気的に接合される。

２２は撮像センサチップ１６まわりを封止している封止剤で、撮像センサチップ１６の表面が外気に触れて劣化するのを防ぐ役割を果たす。本実施例では異方性導電ペースト２０により外気を遮断しているが、より信頼性を向上させるため封止剤２２により封止する構造となっており、その他の接着剤６および接着剤１５についても撮像モジュール内部に外気が侵入するのを防ぐために完全に封止された構造となっている。

図４（Ａ）は、レンズ部２、赤外カットフィルタ７、絞り層９が形成された透光性部材１を上面側からみた図、図４（Ｂ）下面側からみた図である。該図４（Ｂ）ではレンズ部２の非球面部３とベース部４は透光性部材１の中央付近に略円形となって形成されている状態が示され、点線で囲まれる領域（第２の領域）は、図３の接着剤６と透光性部材１の接着界面で、レンズ部２を取り囲む環状に形成され、さらに、接着剤６はレンズ部２には接触しないよう形成されている。これは、接着剤６がレンズ部２に接触すると、周囲の環境が変化した際に、接着剤６が収縮、膨張してレンズ部２に無理な応力を与えてしまうからである。

また、接着剤６と透光性部材１の接着界面との間において赤外カットフィルタ７は形成されておらず、透光性部材１上面側においてこの接着界面に対応する部分（第２の領域）には絞り層９が形成されていない。これは後述するように撮像装置１００の組立時には接着剤６に紫外光硬化タイプ接着剤を採用し、接着剤６を硬化させたい時に短時間で硬化させて組立を容易とするためであり、紫外光の透過し難い赤外カットフィルタ７や紫外光の透過しない絞り層９が上記部分にあると、接着剤６の十分な硬化を妨げることになるからである。

図５は保持部材５の斜視図である。保持部材５の中央部付近は貫通穴部１０が形成されており、レンズ部２の光路を確保している。貫通穴部１０は、図３に示すようにレンズ部２側からテーパー形状、ナイフエッジ構造となっており、ゴースト、フレアを極力低減するような構造となっている。

また、保持部材５の上面側には、環状の突起部１１が形成されている。そして、接着剤６はこの突起部１１上に形成されるが、接着剤６の幅はこの突起部１１の幅により阻止され、図４（Ｂ）に示すようにレンズ部２に接触しない。

次に、図６（Ａ）、（Ｂ）を参照し、フレキシブル配線基板１２と撮像センサチップ１６の接合について詳細に説明する。

図６（Ａ）はフレキシブル配線基板を図３において下面側から、図６（Ｂ）は撮像センサチップ１６を図３において上面側からみた図である。撮像センサチップ１６の受光領域１７には、多数の画素部が形成され、それぞれの画素部ごとにカラーフィルタ、マイクロレンズ、受光部を有する。カラーフィルタは、赤透過フィルタ、青透過フィルタ及び２つの緑透過フィルタがベイヤー配列で配置されている（不図示）。これらの図において、フレキシブル配線基板１２は中央に開口部２１を有し、レンズ部２からの光の光路を確保している。そして、この開口部２１の四辺付近には複数の銅箔パターン１４が形成されている。

一方、撮像センサチップ１６にも銅箔パターン１４に対応して、複数の電極パッド１８が設けられている。この電極パッド１８上にはそれぞれ金バンプ１９が形成される。そして、銅箔パターン１４と金バンプ１９とを位置合わせして、異方性導電ペースト２０を介して電気的に接続される。ここで、フレキシブル配線基板１２の銅箔パターン１４のうち配線を引き回しているのは上下の二辺のみであるが、左右の二辺にもダミーの銅箔パターン、電極パッドを設けるようにしている。こうすることで、フレキシブル配線基板１２と撮像センサチップ１６の電気的接合の信頼性を向上させることができる。

図６（Ａ）、（Ｂ）において点線で囲まれた領域が異方性導電ペースト２０（図３参照）の広がる範囲であり、銅箔パターン１４の接合部、電極パッド１８の周囲を取り囲む領域である。従って、異方性導電ペースト２０は、単に銅箔パターン１４と金バンプ１９の電気的接合を行うのみならず、電気的に接合された各金バンプ１９間の中空部を埋め、外気が内部に侵入してくるのを防ぐ役割も担っている。

次に図７を参照して撮像モジュールの製造プロセスについて説明する。なお、本実施例の製造プロセスにおいては、図３の撮像装置１００の上下を反転させたフェイスダウン製造方法を用いる。

図７は図３に示した撮像装置１００の製造プロセスを示す図である。まず、絶縁シート１３上に銅箔パターン１４をエッチング法等で用いて形成する（ステップ５０１）。

ステップ５０１で形成されたフレキシブル配線基板１２の銅箔パターン１４が形成されていない面上に、スクリーン印刷等を用いて接着剤１５を配置する（ステップ５０２）。

次に、保持部材５とフレキシブル配線基板１２とを接着剤１５により接着する（ステップ５０３）。このステップ５０３では、接着剤１５として紫外線硬化・熱硬化併用型のものを用い、保持部材５をフレキシブル配線基板１２に押し当てた場合にフレキシブル配線基板１２の開口部２１にはみ出してくる接着剤１５をあらかじめ上下方向から貫通穴部１０、開口部２１を通して紫外線を照射することで、貫通穴部１０、開口部２１にはみ出してくる接着剤１５をブロックする。

そして、高温化に所定時間置くことにより接着剤１５全体を完全硬化することが可能となる。なお、保持部材５はフレキシブル配線基板１２に加圧した状態で接着するため、保持部材５とフレキシブル配線基板１２間に存在する接着剤１５は数ミクロン程度の厚さとなる。

次に、フレキシブル配線基板１２上に、スクリーン印刷等を用いて異方性導電ペースト２０を配置する（ステップ５０４）。また、異方性導電ペースト２０の代わりに、枠型のフィルム状の異方性導電膜をフレキシブル配線基板１２上に載せるようにしてもよい。

次に、フレキシブル配線基板１２と既に金バンプ１９が形成された撮像センサチップ１６とをフレキシブル配線基板１２の銅箔パターン１４の接合部と金バンプ１９とを位置合わせをして、異方性導電ペースト２０を介して接続する（ステップ５０５）。

異方性導電ペースト２０による接続は、加熱及び加圧によって行われる。したがって、保持部材５のフレキシブル配線基板１２側の面ｓ２３において、異方性導電ペースト２０の形成される範囲と重なる領域については平面であることが望ましく、平面性も必要となる。

したがって、面ｓ２３については貫通穴部１０を除くと全て平面で形成されている。さらに、加圧する際には、撮像センサチップ１６の裏面ｓ２４と、保持部材５の透光性部材１側の面ｓ２５を治具などで押し付けるために、保持部材５の透光性部材１側の面にもある程度の平面部が必要となる。

本実施例では、図５で示す突起部１１の上の面２５がこの面に相当し、光軸Ｌに直交する平面において面２５と異方性導電ペースト２０の形成される範囲についてもほぼ重なるよう構成されている。そうすることで、加圧した際に発生する保持部材５の変形を低減することができ、異方性導電ペースト２０による接続の歩留まりを向上させることができる。なお、異方性導電ペースト２０は、エポキシ樹脂に、直径が１〜１０μｍ程度の金粒子を３〜３０％程度分散させたものを使用する。

次に、異方性導電ペースト２０を覆うよう封止剤２２を配置し、加熱あるいは紫外線の照射、あるいはその両方により硬化させる（ステップ５０６）。なお、フレキシブル配線基板１２と撮像センサチップ１６とを異方性導電ペースト２０により接続した後、透光性部材１とフレキシブル配線基板１２とを接着剤１５により接着してもよい。

次に、撮像装置全体の上下を反転させて保持部材５の突起部１１に接着剤６を配置（塗布）する（ステップ５０７）。図８は保持部材５の突起部１１上に接着剤６を塗布した状態を示し、図７のステップ５０７において上面側からみた図に相当する。接着剤６は、スクリーン印刷、ディスペンサ法などにより塗布される。接着剤６は環状の突起部１１に合わせて配置されるが、このとき、接着剤６には一部に切り欠き２６が形成されている。

これは後述するステップ５０８の透光性部材接着工程において、接着剤６に切り欠き２６がない場合、撮像装置１００内部に密閉された空気の逃げ場がなく、温度上昇により密閉された空気が膨張した場合、予期しない箇所で接着剤６が破断し、そこから空気がもれてしまうおそれがあるからである。接着剤６としては紫外線硬化型のエポキシ系接着剤を使用する。

次に、透光性部材１と保持部材５を接着する（ステップ５０８）。透光性部材１には、あらかじめレンズ部２、赤外カットフィルタ７、絞り層９が形成されている。そして、透光性部材１を治具などでチャッキングし、レンズ部２のピント調整、傾き調整を行い、透光性部材１の位置が確定した後に紫外線を透光性部材１の絞り層形成面（第２面）側から照射し接着剤６を硬化させ、硬化終了後に治具のチャッキングを解放する。

このとき、接着剤６に照射される紫外線が透過する透光性部材１の上面および下面の部位には絞り層９および赤外カットフィルタ７が形成されていないため、透光性部材１の絞り層形成面（第２面）側から照射された紫外線は大きく減衰することなく透光性部材１を通過し接着剤６を硬化させる。接着剤６の厚みは、各部材の寸法公差、組立誤差を含んだ範囲で上記のような調整が可能な最少厚としたほうがよい。これは、環境変化により接着剤６が収縮・膨張した際のレンズ部２と撮像センサチップ１６の相対的な位置関係を維持するためであり、接着剤６は比較的他の構成部材に比較して変化度合いの大きい部材でもある。

なお、レンズ部２のピント調整、傾き調整はレンズ部２により所定のチャートを撮像センサチップ１６上に結像させ、撮像センサチップ１６の画像信号を読み出すことで容易にできる。なお、ステップ５０８の時点で、フレキシブル配線基板１２は撮像センサチップ１６と電気的に接続されているので、画像信号はフレキシブル配線基板１２を介して読み出せばよい。

また、レンズ部２のピント調整、傾き調整は未硬化の接着剤６を挟んだ状態で行い、その状態で透光性部材１を微小ではあるが動かす必要があるので、接着剤６の粘度、濡れ性は重要である。しかしながら、一般的に接着剤の粘度はフィラーの含有率、種類を変更することで容易に変えることが可能なので、被着体である透光性部材１、保持部材５の特性に応じて最適化すればよい。

最後に、図８に示す接着剤６の切り欠き２６を封止し、撮像装置１００が完成する（ステップ５０９）。この封止は図７に示すように側面からディスペンサのノズル２９を近接させ塗布する。このとき接着剤６の厚さ２８（切り欠き２６のギャップ）は微小であるため、毛細管現象を利用して容易に内部に接着剤を侵入させることが可能である。なお、封止に用いる接着剤は、接着剤６と同じでよい。

また、上記製造プロセスは半導体部品である撮像センサチップ１６を扱うため、クリーンルーム内で製造される。上記製造プロセスのステップ５０７〜５０９は、撮像装置１００の上下を反転させたフェイスダウン製造方法を用いていないが、図９に示すように接着剤６を透光性部材１側に形成すれば、フェイスダウン製造方法を利用することも可能である。

ところで、フレキシブル配線基板１２と撮像センサチップ１６の電気的接合は、本実施例においては異方性導電ペースト２０を用い、また、図１０に示すようにフレキシブル配線基板１２の銅箔パターン１４と撮像センサチップ１６の電極パッド１８上に形成された金バンプ１９の電気的接続を、ボンディング用小型ヒーターツール３０を使用して１ピン毎に超音波併用熱圧着で行うようにしてもよい。

この場合、図７に示すプロセスは、保持部材５と撮像センサチップ１６の組立順番が入れ替わる。また、各金バンプ１９間の中空部は封止材２２で満たされることなる。さらに、フレキシブル配線基板１２は、図中に示すように絶縁シート１３より銅箔パターン１４が開口部２１に飛び出た構造、いわゆる、リードフレーム構造となっているため、保持部材５とフレキシブル配線基板１２を接着固定する際は、保持部材５として絶縁材料を選択する必要がある。もし、少しでも導電性のある材料を用いる場合は、銅箔パターン１４と保持部材５が接触しないように保持部材５のフレキシブル配線基板１２側に新たな絶縁シートを設けるなどの対策が必要となる。しかしながら、この製造方法では、フェイスダウンの製造工程が必要なくなり、さらには、１ピンの接続に必要なタクトは数秒なので、電極パッド数が少ない場合は異方性導電ペースト２０を用いるよりタクトを短縮できるというメリットがある。

以上のようにして、撮像装置１００の小型化かつ構造の簡単化を実現するとともに、コスト面、環境性も向上した撮像装置を実現することが可能となる。

すなわち、透光性部材１上に直接レンズ部２を配置（形成）するので光学全長を短くし、小型化を実現できる。

さらには、光硬化性接着剤によりレンズ部２が配置された透光性部材１と保持部材５とを接着するので、レンズ部２のピント調整、傾き調整は未硬化の接着剤６を挟んだ状態で行い、該調整後に紫外線を照射することで容易に行うことが可能となるとともに、このような調整を含んでも部品点数を増加させることがない。

また、本実施例の赤外カットフィルタ７は、特開平５−１００１８６号、特開平２００１−７８０６４号および特開平１１−３４５９５５号公報に記載のように、近赤外光カット部材を全面に設けるのではなく、接着剤６と透光性部材１の接着界面との間の領域（第２の領域）において赤外カットフィルタ７は配置されておらず、透光性部材１の上面側においてこの接着界面に対応する領域には絞り層９が配置されていない（レンズ部２が設けられた第１の領域に対応する透光性部材１の上面側の第３の領域に絞り層９が配設されている）ので、光硬化性の接着剤６に対して容易に紫外線照射が行え、また、赤外カットフィルタ７を特開２００２−２０４４００号公報に記載のようにレンズ曲面に設けていないため、均一なフィルタ層を形成することが容易となることから、生産性が向上する。

また、樹脂で形成されたレンズ部２は光学ガラスにより形成された透光性部材１をベースとしていることから、透光性部材１との体積比差が大きいため、線膨張係数は透光性部材１の特性が支配的であり、周囲の環境が変化しても高精度に位置及び非球面部３の形状を維持することができる。

実施例２は、複眼レンズ型の撮像装置に応用した例である。この撮像装置は、色別に設けられた光学系を有し、色別に撮像された画像を合成することでカラー画像を生成することができる。そして、通常の光学系に比べて焦点距離を略１／２とすることができるという利点を持っている。したがって、本実施例を組み合わせることによってさらなる小型の撮像モジュールを実現できる。

以下、本実施例では、実施例１と同じ機能の部材については同様の符号を用い、同様の構成を説明する場合には実施例１の図を用いて説明する。

図１１は本発明の実施例２を示す撮像装置を側面側からみた概略断面図である。透光性部材１上には４眼レンズを備えるレンズ部３２が配置され、それぞれ色別の光を結像する。なお、図１１の断面図には４眼レンズのうち２眼のみが図示されている。

図１２（Ａ）はこの透光性部材１を下面側からみたもので、ベース４上に４つレンズ部である非球面部３３、３４、３５、３６を備えたレンズ部３２が透光性部材１の下面に貼り付けられている。そして、例えば非球面部３３が赤色、非球面部３４、３５が緑色、非球面部３６が青色に対応したレンズ部となっており、それぞれ色別の透過波長に合わせて最適化された非球面形状となっている。

そして、透光性部材１の上面側には絞り部材（層）９が配置（形成）され、絞り層９の４つの開口部（絞り開口部）３８、３９、４０、４１にはレンズ部３２の各レンズ部に対応したカラーフィルタ４２、４３、４４、４５が設けられている。また、透光性部材１の下面とレンズ部３２との間には赤外カットフィルタ７が配置（形成）されている。ここで赤外カットフィルタ７は少なくとも絞り層９からの光束が通る範囲にあればよい。

また、実施例１と同様に接着剤６と透光性部材１の接着界面には赤外カットフィルタ７は形成されておらず、透光性部材１の上面側においてこの接着界面に対応する部分には絞り層９が形成されていない。

図１２（Ｂ）は透光性部材１を上面側からみた図で４眼レンズを有するレンズ部３２に対応した絞り層９の４つの開口部３８、３９、４０、４１の配置関係を示しており、この開口部３８、３９、４０、４１にカラーフィルタ４２、４３、４４、４５が形成されている。ここで、非球面部３３が開口部３９、フィルタ部４３に、非球面部３４が開口部３８、フィルタ部４２に、非球面部３５が開口部４１、フィルタ部４５に、非球面部３６が開口部４０、フィルタ部４４にそれぞれ対応している。

なお、本実施例ではカラーフィルタ４２、４３、４４、４５を透光性部材１側に設けたので、実施例１のように撮像センサチップ１６のマイクロレンズ下に設ける必要がない。したがって、マイクロレンズと受光部の間隔を近づけることが可能となり、マイクロレンズの集光範囲を広げることが可能となる。

ところで、このようなカラーフィルタ４２、４３、４４、４５はＣＣＤ等のカラーフィルタ製造に用いられるフォトリソグラフィ法（蒸着）を利用することで容易に製造できる。また、印刷などの手段によっても形成可能である。

さらに、本実施例では、透光性部材１の上面側にカラーフィルタ４２、４３、４４、４５及び絞り層９を、下面側に赤外カットフィルタ７を形成したが、これに限定されることはなく、例えばカラーフィルタ４２、４３、４４、４５及び絞り層９とともに赤外カットフィルタ７を透光性部材１の上面側に形成してもよく、これらの順番も変更可能である。

次に図１３は本実施例の撮像センサチップ１６を上面側からみた図である。受光領域１７には、４眼レンズを有するレンズ部３２に対応した４の受光領域４６、４７、４８、４９を備える。各受光領域はわずかな隙間部５０を隔てて配置形成されている。そして、非球面部３３が受光領域４７に、非球面部３４が受光領域４６に、非球面部３５が受光領域４９に、非球面部３６が受光領域４８にそれぞれ対応している。

図１４は保持部材５を下面側からみた図で、４眼レンズを有するレンズ部３２に対応した４つの貫通穴部５１、５２、５３、５４を備える。各貫通穴部は図１１に示すように薄肉の壁部５５より仕切られており、例えば、レンズ部３２の非球面部３３を通過した光束が、隣接する受光領域４６、４９に漏れ込む光クロストークを防ぐ役割を担っている。そして、この壁部５５の下面（図１４中の斜線部）が撮像センサチップ１６の隙間部５０に対応している。

なお、壁部５５は図１１の断面に示すように、２つのテーパー（上部テーパー部、下部テーパー部）形状で形成されているのは、ゴースト、フレア、光クロストークを防ぐとともに、機械的強度を保つためである。

したがって、実施例１の効果に加えて、実施例１よりもさらに小型の撮像モジュールを実現できる。なお、製造プロセスについては実施例１と同様のため説明を省略する。

また、本実施例においても、実施例１の図１０で述べたような構成のフレキシブル配線基板１２、撮像センサチップ１６のユニットも使用することができる。

実施例３は、実施例１の撮像モジュールに従来例に示すようなパッケージ用の防塵ガラス（別の透光性部材）を追加した例である。したがって、全ての製造プロセスをクリーンルームで行う必要がなく、クリーンルームによる製造工程と通常の環境下における製造工程の２つに分割することが可能で、設備投資が巨額なクリーンルーム工程を削減する効果がある。

以下、本実施例では、実施例１、２と同じ機能の部材については同様の符号を用い、同様の構成を説明する場合には実施例１、２の図を用いて説明する。

図１５は本発明の実施例３を示す撮像装置を側面側からみた概略断面図である。保持部材５は撮像センサチップ１６上にゴミ等が付着するのを防ぐ防塵ガラス５６（別の透光性部材）を保持し、接着剤５７によって接着固定されている。

図１６は保持部材５に防塵ガラス５６が組み込まれた状態を上面側からみた図である。防塵ガラス５６は接着剤５７によって２ヵ所で固定されている。接着剤５７としては紫外線硬化型の接着剤または熱硬化型の接着剤をごく少量使用できるような構成とする。

図１７は絞り部材６３（第２の絞り部材）を上面側から見た図であり、透光性部材１のうち絞り部材９が形成されていない領域からの光が受光領域に入射するのを防ぐ（フレア、ゴーストを防ぐ）役割を果たしている。また、絞り６３部材はレンズ部２の光束に対応した開口部（絞り開口部）６５を有している。そして、接着剤６４としては、熱硬化型の接着剤を使用する。なお、この絞り部材６３は、防塵ガラス５６の上面に印刷やフォトリソグラフィ法によって形成してもよい。

また、図１６中に点線で示す四角６０は撮像センサチップ１６の外形、６１は受光領域１７を示している。したがって、防塵ガラス５６の外形はセンサの受光領域１７より若干大きく、撮像センサチップ１６の外形より小さくなっている。さらに点線で示す四角６２は透光性部材１の外形を示し、防塵ガラス５６の外形より大きくなっている。

防塵ガラス５６の上面側には、板状の絞り部材６３を設け、保持部材５に対して接着剤６４で接着固定されている。

次に、図１８を参照して、実施例３の製造プロセスについて説明する。なお、図７のステップ５０１〜５０６までは、実施例１と同様の製造プロセスのため説明は省略する。

ステップ１５０１は図７のステップ５０６に相当し、保持部材５、フレキシブル配線基板１２、撮像センサチップ１６が組み立てられた状態である。

次に、ステップ１５０２では防塵ガラス５６を保持部材５に対して接着固定する。防塵ガラス５６の撮像センサチップ面側には、あらかじめスクリーン印刷やディスペンサ法などにより接着剤５７を塗布しておき、治具などを使用して防塵ガラス５６を保持部材５に押し当てる。紫外線硬化型の接着剤を採用する時には図中下方から紫外線を照射し接着剤５７を硬化させる。

以上、ここまでがクリーンルーム内での作業が必要な工程となる。ステップ１５０３以下は通常の環境下での作業が可能な工程である。

ステップ１５０３では、次ステップで接着固定する絞り部材６３を接着するための接着剤６４をディスペンサにより塗布する。

次にステップ１５０４では絞り部材６３を保持部材５に治具などを用いて押し当て、接着固定する。このとき、絞り部材６３は遮光部材で紫外線による硬化は困難であるため、前述したように、接着剤６４としては熱硬化型の接着剤を使用する。その後、次のステップへ進むが、以降の工程は図５のステップ５０８〜５０９と同様であるため説明は省略する。

以上のようなプロセスで、実施例３の撮像装置は製造される。本実施例においては、実施例１と比較して、クリーンルーム内での工程を削減したため、設備投資を削減できる効果があり、実施例１、２の効果に加えて、さらなる小型化、コストダウンの効果もある。また、本実施例においても、実施例１の図８で述べたような構成のフレキシブル配線基板１２、撮像センサチップ１６のユニットも使用することはできる。

実施例４は実施例３で説明した防塵ガラス５６を使用した構成を実施例２の４眼レンズ部を有するレンズ部３２を使用した撮像装置に適用した実施例である。

以下の実施例では、実施例１〜３と同じ機能の部材については同様の符号を用い、同様の構成を説明する場合には実施例１〜３の図を用いて説明する。

図１９は本発明の実施例４を示す撮像装置を側面側からみた概略断面図である。保持部材５には防塵ガラス５６、絞り部材６３が接着保持された構成となっている。本実施例においては、防塵ガラス５６の撮像センサチップ１６側の面にカラーフィルタ層３７を備える。したがって、透光性部材１の上に形成されるのは、４眼レンズを有するレンズ部３２、赤外カットフィルタ７、絞り層９のみである。

図２０は防塵ガラス５６を撮像センサチップ１６側からみた図である。そして、色別のフィルタ部４２、４３、４４、４５を備える。本実施例においては、カラーフィルタ層３７の上側には何も形成しない。すなわち、防塵ガラス５６の下面側にカラーフィルタ層を形成したので、平坦化処理を行う必要がなく、コストダウンの効果が奏される。

図２１は絞り部材６３を上面側からみた図である。絞り６３部材にはレンズ部３２の図１２（Ａ）に示される４つの非球面部３３、３４、３５、３６に対応した４つの開口部（絞り開口部）７１、７２、７３、７４が形成されている。

以上が実施例４の特有の構成で、その他については同様であるため説明を省略する。なお、製造プロセスについても、実施例３と同様であり説明を省略する。また、本実施例においても、実施例１の図１０で述べたような構成のフレキシブル配線基板１２、撮像センサチップ１６のユニットも使用することはできる。

以上のように、実施例４の撮像装置は、上述のようにカラーフィルタ層３７を防塵ガラス５６上に形成したので、上述の実施例の効果に加えて、大幅なコストダウンという効果も得られる。

本発明の撮像装置が適用された電子機器の外観を示す構成図である。 本発明の撮像装置が適用された電子機器の外観を示す構成図である。 本発明の実施例１を示す撮像装置を側面側の概略断面図である。 本発明の実施例１において、（Ａ）は透光性部材の上面側からみた図、（Ｂ）は透光性部材を下面側からみた図である。 本発明の実施例１の保持部材の斜視図である。 本発明の実施例１において、（Ａ）は電気配線基板を図１において下面側からみた図、（Ｂ）は光電変換素子を図１において上面側からみた図である。 本発明の実施例１の撮像装置の製造工程を示す図である。 図７における工程説明図である。 図７における他の工程を示す図である。 電気的接続の工程を示す図である。 本発明の実施例２を示す撮像装置を側面側の概略断面図である。 本発明の実施例２において、（Ａ）は透光性部材１を下面側からみた図、（Ｂ）透光性部材１を上面側からみた図である。 本発明の実施例２の光電変換素子を上面側からみた図である。 本発明の実施例２の保持部材を下面側からみた図である。 本発明の実施例３を示す撮像装置を側面側の概略断面図である。 本発明の実施例３において、保持部材に防塵ガラスが組み込まれた状態を上面側からみた図である。 本発明の実施例３の絞り部材（第２の絞り部材）を示す図である。 本発明の実施例３の撮像装置の製造工程の一部を示す図である。 本発明の実施例４を示す撮像装置を側面側の概略断面図である。 本発明の実施例４の防塵ガラス５６を光電変換素子側からみた図である。 本発明の実施例４における絞り部材（第２の絞り部材）を示す図である。 従来の小型撮像装置を示す概略断面図である。

符号の説明

１ 透光性部材
２ レンズ部
５ 保持部材
６ 接着剤
７ 赤外カットフィルタ
９ 絞り部材（絞り層）
１２ 電気配線基板
１６ 撮像センサチップ（光電変換素子）

Claims (11)

1. 透光性部材と、
   該透光性部材を保持する保持部材と、
   前記透光性部材を透過した光を光電変換する光電変換素子とを有し、
   前記透光性部材の第１面には、レンズ部が設けられ、かつ前記透光性部材における前記第１面とは反対側の第２面には、絞り開口を有する絞り部材が設けられていることを特徴とする撮像装置。
2. 前記透光性部材はガラスにより形成され、前記レンズ部は樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記絞り部材は、前記第２面に対する蒸着又は印刷により設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記透光性部材は、前記第１および第２面のうち前記撮像素子側の面の前記保持部材に対する接着のみにより該保持部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の撮像装置。
5. 前記第１面は、前記光電変換素子側の面であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の撮像装置。
6. 前記第１面における前記レンズ部が設けられた第１領域とは異なる第２領域が、前記保持部材に対して光硬化性接着剤により接着されており、
   前記絞り部材は、前記第２面における前記第１領域の反対領域である第３領域に設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の撮像装置。
7. 前記保持部材と前記光電変換素子との間に、該光電変換素子が実装された電気配線基板が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の撮像装置。
8. 前記レンズを複数有し、かつ前記絞り部材は前記絞り開口を複数有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の撮像装置。
9. 前記透光性部材と前記レンズ部との間又は前記透光性部材と前記絞り部材との間に赤外カットフィルタが設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の撮像装置。
10. 前記赤外カットフィルタは、前記第２面に対する蒸着により設けられていることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
11. 請求項１から１０のいずれか１つに記載の撮像装置を有することを特徴とする電子機器。

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