JP2002247455A

JP2002247455A - 撮像部材及び撮像装置

Info

Publication number: JP2002247455A
Application number: JP2001043746A
Authority: JP
Inventors: Masuhiro Shoji; 益宏庄司; Katsuichi Machida; 克一町田
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-08-30

Abstract

(57)【要約】【課題】撮像装置の小型化を可能にし、生産工程に掛
かる手間を軽減できる撮像部材及び撮像装置を提供す
る。【解決手段】撮像装置１１は、撮像部３１と機能フィ
ルター３７とで閉止された筒状の筐体３９の内部にレン
ズ３５が配置されたものである。撮像部材３２は、複数
の画素がアレイ状に配置されたＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮
像素子３１ａを有する撮像部３１上に、光学的ローパス
フィルター部３３ａ、カラーフィルター部３３ｂ及びマ
イクロレンズ部３３ｃが接合されて成るフィルター部３
３が実装されている。これにより、レンズバックが短縮
され、且つ、撮像素子３１ａが保護される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像部材及びその
撮像部材を備える撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子
を用いた撮像装置は、被写体光の高空間周波数成分を制
限し、擬似信号の発生に伴う被写体光による光とは異な
る色光成分を除去するために、光学的ローパスフィルタ
ーを備えている。このような光学的ローパスフィルター
としては、水晶、液晶の複屈折現象を利用したもの叉は
位相格子の回折現象を利用したものが知られている。こ
のような光学的ローパスフィルターは、被写体からの光
が入射されるレンズと撮像素子との間に配置されること
が多い。

【０００３】近年、撮像素子の高画素化及び小型化に伴
い、これを用いた小型カメラ、イメージセンサ等の撮像
装置が、電子機器、特に小型の情報端末機器、携帯機器
或いはウェアラブル型の機器、等へ搭載されるようにな
り、今後も更なる普及が期待されている。また、これら
の機器自体の小型化も急速に進んでおり、撮像素子を含
む光学系、カメラ、センサについても、更なる小型化
（コンパクト化）が熱望されている。一例を挙げれば、
レンズ系と撮像素子との間隔を約２ｍｍ程度叉はそれ以
下とするような市場の要求がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
要求に応えるべく、レンズと撮像素子との間にローパス
フィルターが配置された上記従来の撮像装置において
は、光学的ローパスフィルターの厚さを極力薄くする、
つまり薄層化、が試みられている。ただし、光学的ロー
パスフィルターとして水晶を用いた場合には、複屈折の
関係で所定のローパス効果を得られない場合が生じるお
それがあるので、薄層化に限界があり、上述のような要
求を満足させることは極めて困難である。

【０００５】これに対し、光学的ローパスフィルターと
して樹脂を用いれば、フィルム叉は薄膜とするのが簡易
であり、水晶に比して格段に薄層化が可能である。しか
し、本発明者は、このような光学的ローパスフィルター
の薄層化について詳細に検討したところ、以下に示す問
題点があることを見い出した。

【０００６】すなわち、光学的ローパスフィルターに樹
脂を用いてフィルム状とした場合、その形状を保持す
る、つまり、機械的な強度を担保する保持体が必要とな
る。このような保持体としては、撮像装置に一般に用い
られる近赤外光吸収性フィルター、ＮＤフィルター等の
他のフィルターを使用できるものの、保持体として機能
させるためには、一定の厚さとしなければならない。こ
れにより、レンズと撮像装置との間隔を狭めるには限界
がある。

【０００７】他方、フィルム状の光学的ローパスフィル
ターでレンズを被覆することも考えられる。しかし、曲
率を有するレンズ面をフィルムで被覆したり或いは貼付
するのは困難であり、光学的ローパスフィルターとして
の良好な特性を発現させ難い傾向にある。また、フィル
ムの被覆や貼付のための工程が必要であり、手間が掛か
ってしまう。

【０００８】また、本発明者は、光学的ローパスフィル
ターの薄層化による光学系、ひいては撮像装置の小型化
とは異なる観点からも、従来構成について更なる検討を
行ったところ、以下に示す不都合な点を見出した。

【０００９】一般に、撮像素子は、画素面への異物の混
入・付着を防ぐためにリッドと称するガラスカバー等で
覆われ、さらに筐体（遮光筐体）内に収容されている。
最近では、上述の如く撮像装置の小型化を図るため、ガ
ラスカバーを除去したベアチップ型の撮像素子も使用さ
れており、異物対策において筐体の果たす役割が重要で
ある。また、この筐体は、レンズ、フィルター等を坦持
することにも利用されている。

【００１０】しかし、この筐体にレンズを組み付け、フ
ィルターや撮像素子を収容して撮像装置を組み立てるに
は、その工程に手間が掛かるだけでなく、筐体内への塵
埃や異物の侵入を防ぐための管理（例えば、クリーンル
ーム内での作業等）が必要となる。よって、工程数の増
大と相俟って生産性が低下してしまう傾向にあった。さ
らに、撮像素子の画素を構成する半導体素子の電荷転送
エラー、ビット反転等を抑止する観点から、筐体の品質
管理及び品質保証を行うことが重要であり、この点にお
いても、生産性の低下が認められた。

【００１１】そこで、本発明は、以上のような事情に鑑
みてなされたものであり、撮像装置の更なる小型化を実
現できると共に、撮像装置の組立における手間を軽減し
て生産性をも向上できる撮像部材、及び、それを用いた
撮像装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による撮像部材は、複数の画素を有する撮像
部と、光学的ローパスフィルター部を有しており撮像部
上に接合されたフィルター部とを備えることを特徴とす
る。

【００１３】このような構成を有する撮像部材において
は、被写体等からの光が光学的ローパスフィルター部を
通して撮像部に入射する。これにより、被写体の高空間
周波数成分が制限され、擬似信号に起因して撮像画像上
に生ずるおそれがあるモアレが防止される。このとき、
光学的ローパスフィルター部が撮像部上に接合されてい
るので、両者が隙間なく統合され、且つ、撮像部が光学
的ローパスフィルター部の保持体として機能する。よっ
て、撮像部の前方空間に光学的ローパスフィルター部の
保持体を別途設けずに、光学的ローパスフィルターの薄
層化（薄膜化）が達成される。

【００１４】また、撮像部上にフィルター部が接合され
ているので、このフィルター部によって異物の侵入が防
止される。よって、撮像部材を用いた光学系や撮像装置
を組み立てる際に、厳格な異物管理が不要となり、しか
も、筐体等の他の部材の品質管理等も簡略化される。

【００１５】また、光学的ローパスフィルター部が、好
ましくは光学的異方性樹脂、より好ましくは（メタ）ア
クリル酸エステル類叉は（メタ）アクリル酸エステル類
由来のものを含有して成ることが望ましい。

【００１６】このようにすれば、光学的ローパスフィル
ター部として軽薄な複屈折型の樹脂製フィルターが平易
且つ確実に得られる。ここで、樹脂製のものでも、位相
格子型の光学的ローパスフィルターは、撮像部の画素
数、ナイキスト周波数、格子間隔、格子高さ等に応じ
て、撮像部までの距離がある程度必要とされる。これに
対し、複屈折型の光学的ローパスフィルター部とすれ
ば、撮像部と接合させて両者の間隔を実質ゼロとして
も、光学的ローパス機能が十分に発現される。

【００１７】さらに、光学的ローパスフィルター部が、
所定の波長を含む光に対する吸収特性を有するものであ
るとより好ましい。このように構成すれば、光学的ロー
パスフィルター部によって、入射光に対する色純度等の
色調補正が有効に実施される。よって、そのような色調
補正用の機能フィルター（例えば、カラーフィルター、
カラーレンズフィルター等）を別途設置する必要がな
い。

【００１８】またさらに、フィルター部が、カラーフィ
ルター部及び／叉はマイクロレンズ部を更に有してお
り、且つ光学的ローパスフィルター部、カラーフィルタ
ー部及びマイクロレンズ部が互いに接合されたものであ
っても有用である。加えて、更に他の機能フィルター、
例えば、ＮＤフィルター等の光減弱フィルター、色調補
正フィルター、光増幅フィルター、ＵＶカットフィルタ
ー等をフィルター部の構成要素としても構わない。こう
すれば、各種の機能フィルターが撮像部上に実装され得
るので、光学系及び撮像部全体としての更なるコンパク
ト化及び高機能化が達成され得る。なお、フィルター部
を構成する各種フィルターの接合順序（配置順序）は、
特に制限されず、屈折率の差異等を考慮して適宜設定す
ることができる。

【００１９】また、本発明による撮像装置は、本発明の
撮像部材を用いて有効に構成されるものであり、光源叉
は被写体からの光が入射されるレンズ系と、そのレンズ
系の後段に配置された本発明の撮像部材とを備えるもの
である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の撮像部材及び撮像
装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳
細に説明する。なお、同一の構成要素には同一の符号を
付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位
置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基
づくものとする。また、図面の寸法比率は、図示の比率
に限られるものではない。

【００２１】図１は、本発明による撮像部材を備える本
発明の撮像装置の第１実施形態の要部を示す模式断面図
である。撮像装置１１は、遮光筐体としての略筒状を成
す筐体３９の両端部が、それぞれ撮像部材３２及び機能
フィルター３７によって少なくとも光学的に封止されて
おり、また、筐体３９内の機能フィルター３７の近傍に
レンズ３５が配置されたものである。

【００２２】この撮像部材３２は、略板状を成してお
り、複数の画素が例えばアレイ状に配置されたＣＣＤ、
ＣＭＯＳ等の撮像素子３１ａが基体３１ｂ上に設けられ
たイメージセンサ３１（撮像部）と、このイメージセン
サ３１の撮像素子３１ａ上に接合されたフィルター部３
３とから構成されている。また、撮像素子３１ａは、そ
の素子面が筐体３９の内部空間に向かって、すなわち、
レンズ３５及び機能フィルター３７に対向するように配
置されている。さらに、撮像素子３１ａを含むイメージ
センサ３１、フィルター部３３、レンズ３５、機能フィ
ルター３７、及び筐体３９は、レンズ３５に入射する光
軸に沿って同軸状に設けられている。

【００２３】また、フィルター部３３は、樹脂製の光学
的ローパスフィルター部３３ａ上に、所定波長に対して
吸収特性を有するカラーフィルター部３３ｂ、及び、例
えばフライズアイレンズ等から成るマイクロレンズ部３
３ｃが、この順に積層されたものである。このように、
撮像部材３２は、光学的ローパスフィルター部３３ａを
含むフィルター部３３が、撮像素子３１ａ上に実装され
たもの、換言すれば、撮像素子３１ａを含むベアチップ
上に一体的に形成されたものである。

【００２４】また、イメージセンサ３１は、図示しない
信号処理回路系、ディスプレイ、記憶装置等に接続され
ており、機能フィルター３７、レンズ３５、フィルター
部３３を通して撮像素子３１ａ上に入射した被写体等か
らの光が電気的な強度信号に変換され、信号処理された
後、画像が取得されるようになっている。

【００２５】ここで、本発明に用いられる光学的ローパ
スフィルター部３３ａとしては、樹脂製のもの、特に液
晶特有の配向特性を元来有する光学的異方性樹脂を主と
して含むものが好適である。このような光学的異方性樹
脂としては、好ましくは（メタ）アクリル酸エステル類
叉は（メタ）アクリル酸エステル類由来のもの、より具
体的には、本出願人による特開平８−１２２７０８号公
報等に記載の種々の樹脂が挙げられ、それらを単独で叉
は二種以上混合して用いることができる。

【００２６】なお、本発明において、上記（）で囲ま
れた「メタ」の意味は、アクリル酸叉はその誘導体、及
び、メタクリル酸叉はその誘導体の両方を記載する必要
があるときに、記載を簡潔にするため便宜上一般的に使
用されている記載方法であり、本明細書においても採用
したものである。

【００２７】また、撮像素子３１ａ上に上述した樹脂か
ら成る光学的ローパスフィルター部３３ａを形成させる
方法としては、特に制限されるものではないが、以下に
示す方法が例示される。まず、撮像素子３１ａが形成さ
れた半導体ウェハを所定のチャンバ内に収容し、いわゆ
る後プロセスとして、上述した樹脂を構成するための単
量体組成物をその半導体ウェハ上に塗布等する。次い
で、チャンバ内に所定の磁場を導入し、樹脂成分を配向
させた状態で、半導体ウェハ上に紫外線を出射する。

【００２８】紫外線が照射された単量体組成物は重合硬
化し、半導体ウェハ上に光学的異方性樹脂を含む薄膜が
形成される。次に、一般的なフォトリソグラフィーにお
けるレジスト形成と同様な方法を用い、その薄膜上に所
定のマスクパターンを転写した後、化学的叉は物理的な
エッチングを施し、更にマスクのみを除去して、個々の
撮像素子３１ａの領域上に光学的ローパスフィルター部
３３ａを形成せしめる。そして、必要に応じてカラーフ
ィルター部３３ｂ及びマイクロレンズ部３３ｃを光学的
ローパスフィルター部３３ａ上に形成させた後、各撮像
素子３１ａをダイシング等して分離する。

【００２９】また、他の方法として、フィルム状の光学
的ローパスフィルター部３３ａ等を予め形成しておき、
これを撮像素子３１ａ上に貼付することも可能である。
ただし、この場合には、粘着剤が必要となる傾向にある
ため、光学的な信頼性を向上させる観点からは、先述の
如く、撮像素子３１ａ上にフィルター部３３を実装する
ことが望ましい。

【００３０】一方、機能フィルター３７としては、例え
ば、近赤外光吸収性フィルター、ＮＤフィルター等の光
減弱フィルター、色調補正フィルター、光増幅フィルタ
ー、ＵＶカットフィルター等が挙げられ、これらを単独
で叉は二種以上組合わせて構成できる。これらの中で
は、ＣＣＤ等の撮像素子３１ａを用いる場合に視感度補
正を好適に行い得る点において、近赤外光吸収性フィル
ターを備えると特に好ましい。

【００３１】このような近赤外光吸収性フィルターの材
料としては、特に限定されるものではないが、例えば、
本出願人による特開平６−１１８２２８号公報、同国際
公開ＷＯ９９２６９５２号明細書、等に記載されている
リン酸エステル化合物と銅イオン等の金属イオンとを含
有して成るもの、本出願人による特開平９−２０８７７
５号公報等に記載されているホスホン酸モノエステル化
合物と銅イオン等の金属イオンとを含有して成るもの、
特開２０００−９８１３０号公報等に記載されているホ
スフィン酸化合物と銅イオンとを含有して成るもの、特
開２０００−７６８７号公報等に記載されているホスホ
ン酸化合物と銅イオンとを含有して成るものが挙げられ
る。

【００３２】また、ガラス製叉は樹脂製の透明基体上に
二酸化ケイ素層と酸化チタン層とを交互に形成したも
の、更にはリン酸ガラスに銅イオン等の金属イオンが導
入されたもの等を近赤外光カットフィルターとして用い
てもよい。

【００３３】さらに、ＮＤフィルターとしては、撮像対
象からの光の波長の略全域に対して光学濃度が実質的に
一様となるような吸光度特性、即ちＮＤ（Neutral Dens
ity）機能が発現されるように、各種の合成樹脂用着色
染料（黄色、橙色、赤色、青色、紫色等）を組み合わせ
て透明樹脂に添加したもの等を用いると好ましい。

【００３４】またさらに、色調補正フィルターとして
は、発色性を有するフォトクロミック染料、具体的に
は、耐久性に優れるスピロオキサジン化合物、クロメン
化合物、フルギド化合物等を含んで成る樹脂等を適宜組
合わせて使用できる。さらにまた、光増幅フィルターと
しては、ユーロピウム、ネオジム等の希土類金属イオン
を含む透明部材が挙げられ、上述した銅イオン等を含む
近赤外光吸収性フィルターに、これらの希土類金属イオ
ンを適宜の含量で添加したものを用いると有用である。

【００３５】このように構成された撮像装置１１におい
ては、撮像対象である被写体、光源等からの光が入射す
ると、まず、機能フィルター３７によって近赤外光成分
の吸収等が行われ、更にレンズ３５を透過してフィルタ
ー部３３のマイクロレンズ部３３ｃに達する。次いで、
マイクロレンズ部３３ｃのレンズアレイで撮像素子３１
ａの画素単位での集束等が行われ、カラーフィルター部
３３ｂで色調・色度が補正された後、光学的ローパスフ
ィルター部３３ａによって、所望の高空間周波数成分が
除去される。撮像素子３１ａの各画素には、このような
光学的な処理が施された光が投射され、これらの光信号
が図示しない信号処理回路等で適宜処理されてディスプ
レイ等の表示装置に表示される。

【００３６】このとき、光学的ローパスフィルター部３
３ａを透過した後の光に基づいて撮像するので、擬似信
号に起因するモアレの発生が防止され、鮮明な画像を得
ることができる。また、機能フィルター３７により視感
度補正等が行われるので、被写体等の真の色調が再現さ
れ易い。

【００３７】また、撮像装置１１によれば、光学的ロー
パスフィルター部３３ａが、撮像素子３１ａ上つまりイ
メージセンサ３１上に隙間なく接合され、イメージセン
サ３１がフィルム状の光学的ローパスフィルター部３３
ａを含むフィルター部３３の保持体として機能する。よ
って、レンズ３５とイメージセンサ３１との間に画成さ
れた空間（いわゆる‘レンズバック’）に、フィルター
部３３の保持体を別途設ける必要がない。したがって、
光学的ローパスフィルター部３３ａを前出の樹脂を用い
て薄層化（薄膜化）しつつ、従来の保持体を用いなくて
もよいので、レンズバックを格段に短縮できる。よっ
て、撮像部材３２の小型化による撮像装置１１の小型化
が実現できる。

【００３８】さらに、レンズバックを短縮できるので、
撮像装置１１の光学設計、具体的には、レンズ３５の形
状、焦点深度、フィルター部３３の性状等の設計におけ
る自由度を増大できる。これにより、撮像装置１１の小
型化のみならず、光学系の最適設計の裕度が増して高機
能化を図り得る。

【００３９】またさらに、フィルター部３３が撮像素子
３１ａ上に接合されているので、撮像素子３１ａの各画
素における半導体面が保護される。よって、撮像装置１
１の筐体３９内空間に塵埃等の異物が存在していても、
それらが撮像素子３１ａに付着する等の不都合が防止さ
れる。したがって、撮像装置１１の組立時、特に、筐体
３９内に撮像部材３２を組み付ける際に厳格な異物管理
が不要となる。

【００４０】しかも、α線等の放射線（荷電粒子線）が
イメージセンサ３１上に到達しても、フィルター部３３
で十分に遮へいされるので、筐体３９等の周囲部材に含
まれる放射性物質（例えば、超ウラン元素等のα線源）
の許容含有量を過度に低く維持する必要がない。したが
って、筐体３９等の品質管理等を緩和できる。これらの
結果、工程数及び部品点数の削減、並びに、製造組立に
掛かる手間の軽減を図ることができ、撮像装置１１ひい
てはそれを備える機器の生産性を向上できる。

【００４１】さらにまた、光学的ローパスフィルター部
３３ａの両側に、それぞれカラーフィルター部３３ｂ及
び撮像素子３１ａが密着されているので、光学的ローパ
スフィルター部３３ａの光の入出射面と空気との接触を
断つことができる。よって、光学的ローパスフィルター
部３３ａの屈折率が空気のそれと有意に異なる場合で
も、光学的ローパスフィルター部３３ａに反射防止膜
（ＡＲコート）を施すことが不要となる。これにより、
そのための工程を削除できるので、生産性の更なる向上
が図られる。

【００４２】加えて、光学的ローパスフィルター部３３
ａの材料として、上述の光学的異方性樹脂を用いた場合
には、撮像素子３１ａ上への実装が簡易であるので、半
導体製造の前プロセスから後プロセスにおいて撮像部材
３２の生産を一貫して行い得る。よって、撮像装置１１
の製造における工程の煩雑さの解消に寄与できる。特
に、フィルター部３３の少なくとも一部を撮像素子３１
ａ上に貼付せずに、光重合等によって接合形成させれ
ば、粘着剤が不要となり、その光学的な影響を排除でき
るとともに、工程の簡略化が一層図られる。

【００４３】図２は、本発明による撮像部材を備える本
発明の撮像装置の第２実施形態の要部を示す模式断面図
である。撮像装置１２は、フィルター部３３の代りに、
光学的ローパスフィルター部３３ａがカラーフィルター
部３３ｂとマイクロレンズ部３３ｃとの間に接合された
フィルター部４３を備えること以外は、図１に示す撮像
装置１１と同様に構成されたものである。このように構
成された撮像装置１２によっても、撮像装置１１により
奏される作用及び効果を得ることができる。なお、それ
らの作用・効果についての説明は省略する。

【００４４】図３は、本発明による撮像部材を備える本
発明の撮像装置の第３実施形態の要部を示す模式断面図
である。撮像装置１３は、フィルター部３３の代りに、
光学的ローパスフィルター部３３ａがマイクロレンズ部
３３ｃを介してカラーフィルター部３３ｂ上に接合され
たフィルター部５３を備えること以外は、図１に示す撮
像装置１１と同様に構成されたものである。また、光学
的ローパスフィルター部３３ａにおける非接合面（レン
ズ３５に対向する面）には、反射防止膜３３ｄが設けら
れていてもよい。この反射防止膜３３ｄとしては、光学
的ローパスフィルター部３３ａを構成する物質よりも屈
折率の低い物質から成る単層膜叉は多層膜を用いると有
用である。

【００４５】このように構成された撮像装置１３におい
ては、空気と光学的ローパスフィルター部３３ａとの界
面で起こり得る入射光の反射が、反射防止膜３３ｄによ
って有効に防止される。これにより、撮像画像の明度の
低下、コントラストの悪化、更には色ズレの発生を抑止
できる。なお、これ以外の作用・効果については、図１
に示す撮像装置１１と同様であるので、ここでの説明は
省略する。

【００４６】図４は、本発明による撮像部材を備える本
発明の撮像装置の第４実施形態の要部を示す模式断面図
である。撮像装置１４は、フィルター部３３の代りに、
光学的ローパスフィルター部６３ａ上にマイクロレンズ
部３３ｃが積合されて成るフィルター部６３を備えるこ
と以外は、図１に示す撮像装置１１と同様に構成された
ものである。

【００４７】この光学的ローパスフィルター部６３ａ
は、光学的ローパス機能に加えて所定波長の光に対する
吸収特性を有しており、換言すれば、図１に示す光学的
ローパスフィルター部３３ａ及びカラーフィルター部３
３ｂの両方を兼ね備えるものである。このような光学的
ローパスフィルター部６３ａとしては、例えば種々の合
成樹脂用染料及び顔料を、上述の光学的異方性樹脂に適
宜添加することにより得ることができる。或いは、資質
としてカラーフィルター機能を元来発現し得る液晶性樹
脂材料を用いて形成してもよい。具体的には、液晶成分
に色素成分を混入して配向させた、いわゆるゲスト（色
素成分）ホスト（液晶成分）（ＧＨ）型の高分子重合体
等が挙げられる。この場合、多層化して各層の配向方向
を異なるようにすれば、偏光板を必要としないので好ま
しい。

【００４８】このように構成された撮像装置１４によれ
ば、光学的ローパスフィルター部６３ａによって、所定
の波長を含む光が吸収され、且つ所望の高空間周波数成
分が除去される。よって、カラーフィルター部３３ｂを
別途設けなくとも色調補正等が可能となる。これによ
り、フィルター部６３の更なる縮小を図ることができ、
その結果、撮像装置１４を一層小型化できる。また、カ
ラーフィルター部３３ｂを削除できるので、部品点数及
び組み立て時の手間をさらに軽減できる利点がある。な
お、その他の作用及び効果は、撮像装置１１により奏さ
れるものと同様であるので、ここでの説明は省略する。

【００４９】図５は、本発明による撮像部材を備える本
発明の撮像装置の第５実施形態を摸式的に示す構成図で
ある。撮像装置９０は、被写体Ｗからの被写体光Ｃが入
射されるレンズ系３５と、その後段に配置された撮像系
４０とを備えるものである。レンズ系３５は、変倍レン
ズ、フォーカスレンズ等を含む前群３５ａと、結像レン
ズ等を含む後群３５ｂとから構成されている。また、こ
れらの前群３５ａと後群３５ｂとの間には、絞り機構５
０が設けられている。

【００５０】撮像系４０は、機能フィルター３７が前段
に設けられ且つＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子３１ａ
（図１参照）を有する撮像部材３２の後段に、その撮像
素子３１ａを駆動する駆動回路４２、電荷走査（掃引）
用のゲート操作回路４７、電源回路４４等から成る回路
系４５が設けられたものである。また、この回路系４５
は、絞り機構５０の開口度（開度）を調節する絞り駆動
部６０に接続された信号処理回路４６に接続されてい
る。さらに、絞り駆動部６は、図示しない駆動モータを
有しており、且つ、絞り機構５０に接続されている。な
お、レンズ系３５、絞り機構５０、機能フィルター３７
及び撮像部材３２は、被写体光Ｃの光軸と同軸状に配置
されている。

【００５１】このように構成された撮像装置９０におい
ては、被写体Ｗからの被写体光Ｃがレンズ系３５に入射
すると、前群３５ａで変倍、フォーカス等され、所定の
開口度で開口する絞り機構５０により光束が絞られる。
その被写体光Ｃは、レンズ系の後群３５ｂにより所定の
焦点距離が得られるように調整され、機能フィルター３
７を通過して、撮像装置３２に達し、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ
等の撮像素子３１ａ（図１参照）上に結像叉は撮影され
る。

【００５２】また、撮像素子３１ａ上には、被写体光Ｃ
が電荷に変換されて蓄積され、回路系４５によって所定
の走査間隔で走査され、受像信号として回路系４５から
出力される。この出力信号は、信号処理回路４６に入力
され、増幅、整形、ＡＤ変換等の所定の信号処理が行わ
れた後、例えば、図示しないテレビ受像機等の受像装
置、メモリ等のデータ格納装置に出力される。また、信
号処理回路４６からの出力信号は、絞り駆動部６０にも
入力され、例えば、この信号強度の大小に基づいて、絞
り機構５０の開度が調節され、映像信号のレベルが所定
の範囲内となるように調整維持される。

【００５３】このような撮像装置９０によれば、本発明
の撮像部材３２が用いられているので、レンズ系３５の
後群３５ｂと回路系４５との画成される空間を縮小する
ことができ、撮像装置９０の小型化を達成できるととも
に、これにより、光学設計の自由度を向上できる。ま
た、絞り機構５０の開口度を制御して撮像部材３２に到
達する光量を好適に調節することができるので、画像や
画質の低下を十分に抑制できる。

【００５４】図６（Ａ）は、本発明による撮像装置を備
える通信装置の好適な一実施形態を示す正面図であり、
図６（Ｂ）は、同側面図である。通信装置としての携帯
電話端末２は、操作時以外は、操作文字ボタン類が折畳
構造部に収納される構成を有しており、図６（Ａ）及び
（Ｂ）は、その折畳構造部が開放された状態を示すもの
である。また、携帯電話端末２は、筐体７の内部に、電
波を送受信するための送受信部２１と、この送受信部２
１で受信された電波に応じた電気信号を処理して音声に
変換する電気信号・音声変換部２２と、話者が発した音
声を電気信号に変換して送受信部２１へ出力する音声・
電気信号変換部２３とを備えるものである。

【００５５】また、筐体７の表面には、電波の送受信
や、受話時又は送話時に必要な入力操作を行うための操
作部２４が設けられている。さらに、筐体７内には、こ
の操作部２４からの入力に応じた操作内容や各種情報デ
ータを記憶するための記憶部２５、及び、送受信部２１
によって電波が受信された際に受信したことを伝えるた
めの受信伝達部２６がそれぞれ配設されている。

【００５６】またさらに、携帯電話端末２は、外部から
視認可能なように筐体７の表面に設けられた液晶表示画
面６と、その液晶表示画面６の背面に設けられた本発明
の撮像装置１１を有しており、液晶表示画面６の近傍の
筐体７表面には、受光センサ１０が外方に向けて設置さ
れている。

【００５７】撮像装置１１は、筐体７内に設置された信
号処理回路（図示せず）を介して液晶表示画面６に接続
されている。これにより、撮像画像を液晶表示画面６に
表示させることができる。また、上記の記憶部２５は、
撮像装置１１により取得された画像をも記憶するもので
ある。また、受光センサ１０は、近赤外光吸収性フィル
ター６１及びフォトダイオード６２を有しており、フォ
トダイオード６２から出力される光強度に促した電流量
に応じた電気信号を処理する点灯制御回路３ａに接続さ
れている（図６（Ｂ）参照）。

【００５８】この点灯制御回路３ａは、フォトダイオー
ド６２への入射光、すなわち視感度と略同等の分光成分
を有する可視光成分の強度が所定の強度以下のとき（人
間が暗いと感じるとき）に、点灯制御回路に接続された
バックライト４を点灯させる。これに対し、フォトダイ
オード６２への入射光の強度がその所定の強度を超える
とき（人間が明るいと感じるとき）にバックライト４を
消灯させる。また、バックライト４、受光センサ１０、
各種回路等の電力供給が必要な部位は、電源５に接続さ
れている。

【００５９】このように構成された携帯電話端末２によ
れば、受光センサ１０による液晶表示画面６の輝度調節
によって、人間の眼で感じる明暗の程度に応じた画面表
示の制御を行い得るので、表示される文字や画像等の視
認性が高められる。よって、携帯電話端末２が使用され
る場所の明るさが変化しても表示された文字叉は映像等
の情報を明瞭に認めることができる。

【００６０】また、撮像装置１１による撮像機能等によ
り、被写体の撮像、更には取得画像の記録を行うことが
できる。そして、撮像装置１１が従来に比して小型とさ
れるので、筐体７内での設置スペースを削減できる。よ
って、携帯電話端末２の小型化に有意に寄与できる。さ
らに、受光センサ１０による受光量に応じて撮像装置１
１の感度叉は露光を適宜調整することも可能である。加
えて、撮像装置１１の高機能化に伴って、携帯電話端末
２の付加価値の向上を図り得る。

【００６１】図７は、本発明の撮像装置を備える情報処
理装置の好適な一実施形態を示す斜視図である。情報処
理装置としてのコンピューター８は、筐体８１が２分割
されて折り畳み可能な構造を有しており、一方の分割体
にはディスプレイ画面９が設けられており、他方の分割
体にはキーボード等の入力部８２が設けられている。ま
た、筐体８１内には、入力部８２から入力された情報等
を処理するためのＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算処理部８３
と、入力部８２からの入力情報や演算処理部８３による
処理結果、処理プログラム等を記憶するためのハードデ
ィスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶部８４等が格納されてい
る。

【００６２】さらに、ディスプレイ画面９が設けられた
面の上縁部の中央付近には、本発明の撮像装置１１が備
えられており、撮像画像がディスプレイ画面９上に表示
されるようになっている。また、ディスプレイ画面９が
設けられた面の側縁部に受光センサ１０が２つ設置され
ており、ディスプレイ画面９上の照度に応じて、ディス
プレイ画面９の背部にあるバックライト（図示せず）が
調光され、これによりディスプレイ画面９の輝度が調節
される。

【００６３】このようなコンピューター８においても、
撮像装置１１によって得られる画像は極めて鮮明なもの
となり、しかも、それ自体の小型化が達成されているの
で、その設置エリアを縮小でき、ディスプレイ画面９の
表示面積を拡大し得る利点がある。また、受光センサ１
０による受光量に応じて撮像装置１１の感度叉は露光を
適宜調整することも可能である。

【００６４】さらに、ディスプレイ画面９の表示部の輝
度調整が、人間の眼で感じる明暗の程度に応じて行わ
れ、ディスプレイ画面９に表示された文字や映像等の視
認性が高められるため、コンピューター８が使用される
場所の明るさ（光度や照度）が種々変化しても、表示さ
れた文字又は映像等の情報を明瞭に認めることができ
る。しかも、撮像装置１１の高機能化に伴って、コンピ
ュータ−８の付加価値の向上をも図り得る。

【００６５】なお、上述した各実施形態においては、筐
体３９は、円筒状、角筒状、或いは鏡筒を有する形状等
の種々の形状とすることができる。また、撮像装置１１
〜１４は、機能フィルター３７、レンズ３５を保持する
支持体を備え、光学的に封止されていれば、筐体３９は
必ずしも必要ではない。さらに、撮像部３１として、Ｃ
ＣＤ、ＣＭＯＳ等にイメージインテンシファイア等の光
電子増倍管を組み合わせたもの等を用いてもよい。さら
にまた、カラーフィルター部３３ｂ及びマイクロレンズ
部３３ｃを設けなくても構わない。

【００６６】また、撮像装置９０において、機能フィル
ター３７は、レンズ系３５の前群３５ａの前、後群３５
ｂの後、前群３５ａ若しくは後群３５ｂの中、叉は、前
群３５ａと後群３５ｂとの間に配置されてもよい。さら
に、機能フィルター３７は必ずしも必要ではない。また
さらに、携帯電話端末２叉はコンピューター８におい
て、撮像装置１１が配置される位置と数量は図示のもの
に限定されない。さらにまた、撮像装置１１によって得
られた画像は、画像データとして、所定のプロトコルに
従った転送手段によって、送受可能である。

【００６７】また、撮像部材３２を用いた撮像装置の具
体例としては、被写体の連続叉は断続撮影が可能なテレ
ビションカメラ、デジタルビデオカメラ等、或いは、ボ
ードカメラ、デジタルスチルカメラ等が挙げられる。さ
らに、撮像部材３２及び撮像装置１１〜１４，９０を適
用可能な機器としては、携帯電話端末２及びコンピュー
ター８の他に画面を備えたポケットベル（登録商標）等
が挙げられ、更にこれらに限定されるものではなく、小
型化が特に望まれる他のモバイル型或いはウェアラブル
型の機器、他の移動体電子機器、移動体端末機器、移動
体通信機器等を挙げることができ、これらに搭載される
デジタルカメラ、デジタルアイ等の撮像装置、撮影装置
等の用途に好適である。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の撮像部材
及び撮像装置によれば、複数の画素を有する撮像部上に
光学的ローパスフィルター部を有するフィルター部が接
合されて保持されているので、撮像装置を構成するレン
ズ（系）と撮像部との間の距離を短縮でき、これにより
小型化が実現できる。さらに、このように小型化できる
ので、撮像部材叉は撮像装置が搭載された機器の小型化
に寄与できると共に、光学設計の自由度を増大できるの
で、高機能化を図り得る。また、部品点数や工程数、管
理上の手間を軽減して生産性を向上させることも可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による撮像部材を備える本発明の撮像装
置の第１実施形態の要部を示す模式断面図である。

【図２】本発明による撮像部材を備える本発明の撮像装
置の第２実施形態の要部を示す模式断面図である。

【図３】本発明による撮像部材を備える本発明の撮像装
置の第３実施形態の要部を示す模式断面図である。

【図４】本発明による撮像部材を備える本発明の撮像装
置の第４実施形態の要部を示す模式断面図である。

【図５】本発明による撮像部材を備える本発明の撮像装
置の第５実施形態を模式的に示す構成図である。

【図６】図６（Ａ）は、本発明による撮像装置を備える
通信装置の好適な一実施形態を示す正面図であり、図６
（Ｂ）は同側面図である。

【図７】本発明による撮像装置を備える情報処理装置の
好適な一実施形態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１１,１２,１３,１４,９０…撮像装置、３１…イメージ
センサ（撮像部）、３１ａ…撮像素子、３２…撮像部
材、３３,４３,５３,６３…フィルター部、３３ａ,６３
ａ…光学的ローパスフィルター部、３３ｂ…カラーフィ
ルター部、３３ｃ…マイクロレンズ部、３５…レンズ
（系）、３７…機能フィルター、３９…筐体、Ｃ…入射
光、Ｗ…被写体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 31/0232 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｄ５Ｆ０８８Ｈ０４Ｎ 9/07 31/02 ＤＦターム(参考） 2H048 BA02 BB02 BB10 BB42 2H049 BA42 BB62 BB66 BC22 4M118 AA10 AB01 BA10 BA14 GC07 GC17 GC20 GD02 GD04 5C024 CY47 CY48 CY49 EX22 EX42 EX43 EX51 5C065 AA00 BB42 BB44 DD02 DD15 EE03 EE11 EE14 EE17 HH04 5F088 BA15 BA18 BB03 JA12 JA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の画素を有する撮像部と、光学的ローパスフィルター部を有しており前記撮像部上
に接合されたフィルター部と、を備える撮像部材。
【請求項２】前記光学的ローパスフィルター部は、光
学的異方性樹脂を含有して成るものである、請求項１記
載の撮像部材。
【請求項３】前記光学的異方性樹脂は、（メタ）アク
リル酸エステル類叉は（メタ）アクリル酸エステル類由
来のものである、請求項２記載の撮像部材。
【請求項４】前記光学的ローパスフィルター部は、所
定の波長を含む光に対する吸収特性を有するものであ
る、請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像部材。
【請求項５】前記フィルター部は、カラーフィルター部及び／叉はマイクロレンズ部を更に
有しており、且つ、該光学的ローパスフィルター部、該
カラーフィルター部及び該マイクロレンズ部が互いに接
合されたものである、請求項１〜４のいずれか一項に記
載の撮像部材。
【請求項６】光源叉は被写体からの光が入射されるレ
ンズ系と、前記レンズ系の後段に配置された請求項１〜５のいずれ
か一項に記載の撮像部材と、を備える撮像装置。