JP2006173896A - 撮像装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像画像の画質低下を好適に防止する。
【解決手段】撮像装置１００であって、光学部材１と、光学部材１により集光される光を光電変換して電気信号として蓄積する光電変換部２ａと、光電変換部２ａに蓄積された信号電荷を出力するためのアナログ回路部２ｂとが半導体基板２ｃに設けられた半導体撮像素子２０２とを備える。光電変換部２ａを構成する複数の画素には、赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタの何れかが配設され、光電変換部２ａの周囲には、当該光電変換部２ａに設けられた配線層とアナログ回路部２ｂに設けられた配線層との隙間を被覆するように赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタが重ねられてなる遮光層２ｄが配設されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯電話機やモバイルコンピュータなどの電子機器に搭載可能な撮像装置及びこの撮像装置を内蔵した電子機器に関する。

従来、携帯電話機やパーソナルコンピュータ等の電子機器に搭載可能な小型で高性能の撮像装置が開発されている。かかる撮像装置には、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-oxide Semiconductor）型イメージセンサ等の半導体撮像素子を備えたものがある（例えば、特許文献１参照。）。また、半導体撮像素子を基板に配設して、この半導体撮像素子に集光させるためのレンズ等を有する光学部材とが一体化された撮像装置も提案されている。

ところで、ＣＭＯＳ型イメージセンサにあっては、光電変換部の各画素に蓄積された信号電荷を画素毎に個別に設けられたトランジスタ等の増幅部により増幅してから取り出すようになっている。このため、増幅部の性能のバラツキ等により固定パターン・ノイズが発生してしまうことから、発生した固定パターン・ノイズを取り除いてから出力するためのＣＤＳ（Correlated Double Sampling）回路等が光電変換部に隣接して配設されている。
特開２００３−６０１８７号公報

しかしながら、被写体の撮像の際等に太陽光などの光がＣＤＳ回路等のアナログ回路部に入射すると、アナログ回路部のコンデンサに、光電変換部により光電変換されたもの以上の信号電荷が蓄積されてしまい、撮像画像の画質低下を招いてしまうといった問題もある。即ち、アナログ回路部の表面には、アルミニウム層などの配線層が配設されており、この配線層により当該アナログ回路部に入射する光が遮光されるようになっているが、アナログ回路部と光電変換部との間にあっては、製造上の理由等により、アナログ回路部に設けられた配線層と光電変換部に設けられた配線層の隙間が形成されている場合もあることから、その隙間の遮光が十分ではないといった問題がある。

そこで、本発明の課題は、撮像画像の画質低下を好適に防止することができる撮像装置及び撮像装置を内蔵した電子機器を提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の撮像装置は、
光学部材と、
前記光学部材により集光される光を光電変換して電気信号として蓄積する光電変換部と、当該光電変換部に隣接させて配置され、前記光電変換部に蓄積された前記電気信号を出力するためのアナログ回路部とが設けられた半導体撮像素子と、を備え、
前記光電変換部は、複数の画素を有し、前記複数の画素のうちの少なくとも一部の画素には、前記光学部材により集光される光のうち、赤色光を透過させる赤色カラーフィルタ、緑色光を透過させる緑色カラーフィルタ及び青色光を透過させる青色カラーフィルタの何れかが配設され、
前記光電変換部の周囲には、少なくとも当該光電変換部に設けられた配線層と前記アナログ回路部に設けられた配線層との隙間を被覆するように遮光層が設けられていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、
前記遮光層は、前記赤色カラーフィルタ、前記緑色カラーフィルタ及び前記青色カラーフィルタのうちの少なくとも２つのフィルタが重ねられてなることを特徴としている。

請求項３に記載の発明の撮像装置は、
光学部材と、
前記光学部材により集光される光を光電変換して電気信号として蓄積する光電変換部と、当該光電変換部に隣接させて配置され、前記光電変換部に蓄積された前記電気信号を出力するためのアナログ回路部とが設けられた半導体撮像素子と、を備え、
前記光電変換部は、複数の画素を有し、前記複数の画素のうちの少なくとも一部の画素には、前記光学部材により集光される光のうち、イエロー色光を透過させるイエロー色カラーフィルタ、マゼンタ色光を透過させるマゼンタ色カラーフィルタ及びシアン色光を透過させるシアン色カラーフィルタの何れかが配設され、
前記光電変換部の周囲には、少なくとも当該光電変換部に設けられた配線層と前記アナログ回路部に設けられた配線層との隙間を被覆するように遮光層が設けられていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の撮像装置において、
前記遮光層は、前記イエロー色カラーフィルタ、前記マゼンタ色カラーフィルタ及び前記シアン色カラーフィルタが重ねられてなることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項１又は３に記載の撮像装置において、
前記遮光層は、黒色の樹脂から成形されてなることを特徴としている。

請求項６に記載の発明の電子機器は、請求項１〜５の何れか一項に記載の撮像装置を、機器本体内に備えることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、光電変換部を構成する複数の画素のうちの少なくとも一部の画素には、光学部材により集光される光のうち、赤色光を透過させる赤色カラーフィルタ、緑色光を透過させる緑色カラーフィルタ及び青色光を透過させる青色カラーフィルタの何れかが配設され、光電変換部の周囲には、少なくとも当該光電変換部に設けられた配線層とアナログ回路部に設けられた配線層との隙間を被覆するように遮光層が設けられているので、光学部材を介して半導体撮像素子側に入射される光をアナログ回路部の配線層と光電変換部の配線層の隙間からアナログ回路部に対して入射させ難くすることができる。これにより、隙間からのアナログ回路部側に対する光の入射に基づいて、当該アナログ回路部にて電荷が発生することを抑制することができる。即ち、光電変換部により光電変換されたもの以上の電気信号がアナログ回路部に蓄積されてしまうことを防止することができる。さらに、遮光層により、光電変換部の周囲にて反射する光量を減少させることができることとなって、光電変換部に対して反射光の光電変換に基づく不要な電気信号の蓄積を防止することができる。従って、撮像画像の画質低下を防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、遮光層は、赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタのうちの少なくとも２つのフィルタが重ねられることで形成されているので、赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタのうちの少なくとも２つのフィルタを用いて遮光層を簡便に形成することができる。

請求項３に記載の発明によれば、光電変換部を構成する複数の画素のうちの少なくとも一部の画素には、光学部材により集光される光のうち、イエロー色光を透過させるイエロー色カラーフィルタ、マゼンタ色光を透過させるマゼンタ色カラーフィルタ及びシアン色光を透過させるシアン色カラーフィルタの何れかが配設され、光電変換部の周囲には、少なくとも当該光電変換部に設けられた配線層とアナログ回路部に設けられた配線層との隙間を被覆するように遮光層が設けられているので、光学部材を介して半導体撮像素子側に入射される光をアナログ回路部の配線層と光電変換部の配線層の隙間からアナログ回路部に対して入射させ難くすることができる。これにより、隙間からのアナログ回路部側に対する光の入射に基づいて、当該アナログ回路部にて電荷が発生することを抑制することができる。即ち、光電変換部により光電変換されたもの以上の電気信号がアナログ回路部に蓄積されてしまうことを防止することができる。さらに、遮光層により、光電変換部の周囲にて反射する光量を減少させることができることとなって、光電変換部に対して反射光の光電変換に基づく不要な電気信号の蓄積を防止することができる。従って、撮像画像の画質低下を防止することができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、遮光層は、イエロー色カラーフィルタ、マゼンタ色カラーフィルタ及びシアン色カラーフィルタが重ねられることで形成されているので、イエロー色カラーフィルタ、マゼンタ色カラーフィルタ及びシアン色カラーフィルタにより遮光層を簡便に形成することができる。

請求項５に記載の発明によれば、遮光層は、黒色の樹脂から成形されているので、当該遮光層によって、入射される光をアナログ回路部の配線層と光電変換部の配線層の隙間からアナログ回路部に対して入射させ難くすることができ、請求項１又は３に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５に記載の撮像装置を、機器本体内に備えた電子機器であっても、請求項１〜５に記載の発明と同様に、光電変換部により光電変換されたもの以上の電気信号がアナログ回路部に蓄積されてしまうことを防止することができ、且つ、光電変換部に対して反射光の光電変換に基づく不要な電気信号の蓄積を防止することができることとなって、撮像画像の画質低下を防止することができる。

以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
図１は、本発明を適用した一実施形態の撮像装置を示す斜視図であり、図２は、図１のII−II線における撮像装置の一部省略断面図である。

図１及び図２に示すように、実施形態１の撮像装置１００は、基板ＰＣと、基板ＰＣの光源側に備えられた半導体撮像素子２０２と、半導体撮像素子２０２に集光させるための光学部材１と、光学部材１に入射する光量を調節する絞り板３と、半導体撮像素子２０２を覆い隠す外枠部材としての鏡枠４と、鏡枠４に備えられた遮光性を有する遮光板５と、遮光板５に支持されるフィルタ６と、遮光板５と光学部材１の間に備えられ、光学部材１を基板ＰＣ側へ押圧する押圧部材７と、光学部材１の位置決めを行うために基板ＰＣ上の所定位置に配置された位置決め電気部品８ａ、…等により構成されている。

基板ＰＣは、例えば、セラミック基板等からなり、外形が平面視において略矩形状に形成されている。
さらに、基板ＰＣの表面側には、フレキシブル基板Ｆが設けられており、当該フレキシブル基板Ｆは所定の配線（図示略）を介して半導体撮像素子２０２と電気的に接続されている。

半導体撮像素子２０２は、光源側に光電変換部２ａ（後述）が配置されるように、基板ＰＣの表面側の所定位置に所定の接着剤Ｂ１を介して取り付けられている。そして、半導体撮像素子２０２の所定位置に設けられた外部接続用端子（図示略）と基板ＰＣ上の所定の回路とがワイヤＷを介して電気的に接続されている。

また、半導体撮像素子２０２は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-oxide Semiconductor）型イメージセンサ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型イメージセンサ等からなり、外形が略矩形薄板状に形成された部材である。具体的には、半導体撮像素子２０２は、例えば、Ｐ型Ｓｉ基板等の半導体基板２ｃの上面略中央に、画素が２次元的に配列され、撮像領域としての矩形状の光電変換部２ａが配設され、この光電変換部２ａに隣接させて当該光電変換部２ａに蓄積された信号電荷を出力するためのアナログ回路部２ｂが配設されている。

接着剤Ｂ１としては、例えば、所定のエポキシ樹脂に銀粉末が混合された銀ペーストや、遮光性を有する所定の染料や顔料を含有する所定の樹脂の混合物等が挙げられる。また、接着剤Ｂ１は、接着部位に充填後、接着部位の加熱や、接着部位への紫外線照射、その他の手段、又はこれらを複合的に行うことにより硬化させることが可能な樹脂等であって、一般的な熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤、熱・紫外線併用硬化型接着剤、複合硬化型接着剤等が好適に用いられる。

以下に、図３を参照して、半導体撮像素子２０２の光電変換部２ａとアナログ回路部２ｂの回路構成を説明する。
なお、図３にあっては、例えば、半導体撮像素子２０２としてＣＭＯＳ型イメージセンサを例示している。ＣＭＯＳ型イメージセンサの光電変換部２ａの各画素に蓄積された信号電荷の出力の際には、ＭＯＳ（Metal Oxided Semiconductor）トランジスタ等の増幅部の性能のバラツキ等により固定パターン・ノイズが発生してしまう。そこで、アナログ回路部２ｂとして、発生した固定パターン・ノイズを取り除いてから出力するためのＣＤＳ（Correlated Double Sampling）回路等が設けられているものとする。

図３に示すように、半導体撮像素子２０２の光電変換部２ａに光が入射すると、フォトダイオードにより光電変換されることで生成された信号電荷は、等価的にキャパシタとして動作しているフォトダイオードの電圧変化に置き換えられ、さらに、当該フォトダイオードにゲートが接続されたＭＯＳトランジスタにより増幅された後、行選択線ｎに接続された行選択トランジスタ（スイッチング素子）からの入力パルスに基づいて、列信号線を介して画素信号としてＣＤＳ回路に出力されるようになっている。
また、行リセット線ｎには、フォトダイオードに蓄積された信号電荷をリセットするための所定のパルスを出力するリセット用トランジスタ（スイッチング素子）が接続されており、画素信号の出力後に、リセット用トランジスタからの入力パルスに基づいて、フォトダイオードがリセットされて当該フォトダイオードからリセット信号が列信号線を介してＣＤＳ回路に出力されるようになっている。
なお、列信号線には、負荷トランジスタＭ_Ｌが接続されている。

また、ＣＤＳ回路に入力された画素信号及びリセット信号の各々は、コンデンサＣ_Ｃに接続されたスイッチング素子としての所定のトランジスタＭ_Ｃからの入力パルスφＣ及びコンデンサＣ_Ｓ２に接続されたトランジスタＭ_Ｓ２からの入力パルスφＳ２に基づいて、コンデンサＣ_Ｃに対するクランプ及びコンデンサＣ_Ｓ２に対するサンプリングが行われるようになっている。これにより、コンデンサＣ_Ｓ２には、固定パターン・ノイズが抑圧された信号が蓄積される。蓄積された信号は、列選択用トランジスタからの入力パルスｉに基づいて出力される。

次に、半導体撮像素子２０２の構成について、図４〜図６を参照してさらに詳細に説明する。
ここで、図４は、半導体撮像素子２０２の断面構造を説明するための図である。なお、図４にあっては、半導体撮像素子２０２の断面構造を模式的に示しており、配線層２０ａ、２０ｂのみにハッチングを入れた図を示している。また、図５は、半導体撮像素子２０２の平面構造を説明するための模式図であり、図６は、半導体撮像素子２０２の断面構造を模式的に示した図である。

先ず、図４に示すように、半導体撮像素子２０２の光電変換部２ａ及びアナログ回路部２ｂのＭＯＳトランジスタを構成する領域にはアルミニウム層などからなる配線層２０ａ、２０ｂが配設されている。この配線層２０ａ、２０ｂは、当該ＭＯＳトランジスタに光が直接入射することを防止する遮光手段としても機能しているが、製造上の理由等により、光電変換部２ａ及びアナログ回路部２ｂの間には配設することができず、アナログ回路部２ｂに設けられた配線層２０ｂと光電変換部２ａに設けられた配線層２０ａとにより隙間２０ｃが形成されている。このため、隙間２０ｃに対して所定の角度で入射した光により、アナログ回路部２ｂのＭＯＳトランジスタＣ_Ｓ２にて電荷が発生してしまうといった問題がある。
そこで、本実施形態の半導体撮像素子２０２にあっては、図５に示すように、光電変換部２ａを取り囲むように遮光層２ｄが配設されている。即ち、この遮光層２ｄにより、少なくとも光電変換部２ａに設けられた配線層２０ａとアナログ回路部２ｂに設けられた配線層２０ｂとの隙間が被覆されている。また、遮光層２ｄは、複数の画素２１ａ、…の光源側に配設され、光学部材１により集光される光のうち、赤色光を透過させる赤色カラーフィルタ２１ｒ、緑色光を透過させる緑色カラーフィルタ２１ｇ及び青色光を透過させる青色カラーフィルタ２１ｂのうちの少なくとも２つのフィルタが重ねられることにより構成されている。より具体的には、遮光層２ｄは、図６に示すように、赤色カラーフィルタ２１ｒ、緑色カラーフィルタ２１ｇ及び青色カラーフィルタ２１ｂが積層されることにより形成されている。
これにより、遮光層２ｄに光が入射されることで、所定の色成分の光が赤色カラーフィルタ２１ｒ、緑色カラーフィルタ２１ｇ及び青色カラーフィルタ２１ｂのそれぞれに透過されることとなって、外部に反射される光線の量を減少することができる。

ここで、遮光層２ｄの形成方法について説明する。
先ず、カラー画像を撮像する半導体撮像素子２０２を構成する光電変換部２ａにあっては、複数の画素２１ａ、…の所定の画素２１ａの光源側には、赤色カラーフィルタ２１ｒ、緑色カラーフィルタ２１ｇ及び青色カラーフィルタ２１ｂの何れかが所定の配置で設けられるようになっている（図５参照）。そこで、当該半導体撮像素子２０２の作製に際して、それぞれ対応する画素の光源側に配設される赤色カラーフィルタ２１ｒ、緑色カラーフィルタ２１ｇ及び青色カラーフィルタ２１ｂを、所定の画素２１ａの光源側だけでなく光電変換部２ａの周囲の光源側にも配設するようになっている。これにより、所定の色を透過する画素２１ａの形成とともに、遮光層２ｄの形成を簡便に行うことができる。

光学部材１は、透明なプラスチック材料を素材とし、図２に示すように、管状の脚部１ｃと、この脚部１ｃに支持される凸レンズ形状のレンズ部１ａとが一体的に形成されている。脚部１ｃは、下端に形成された４つの当接部（なお、図２にあっては、２つのみを図示している）１ｄと、上端周囲に形成された上脚部１ｅと、当接部１ｄと上脚部１ｅとの間に形成された下脚部１ｆとを備えている。また、脚部１ｃの上端を塞ぐ板状の上面部１ｂの中央にレンズ部１ａが形成されている。そして、当接部１ｄは、半導体撮像素子２０２の上面の所定位置に当接する。
下脚部１ｆは、例えば図示は省略するが、水平断面視において円の外周の２点を結ぶ線（弦）によって切り欠かれた略Ｄ字形状となっており、被嵌合部を形成している。

また、上面部１ｂの上面であって、レンズ部１ａの周囲には、遮光性のある素材からなり、凸レンズ部１ａのＦナンバーを規定する第１の絞りとしての開口３ａを有する絞り板３が接着剤により固定されている。

光学部材１の外側には、遮光性のある素材からなり外枠部材を構成する鏡枠４が配置されている。鏡枠４には、図１に示すように、角柱状の下部４ａと、円筒状の上部４ｂとが設けられている。鏡枠４の上部４ｂの上端には、遮光板５が接着剤Ｂ２により取り付けられている。遮光板５は、その中央に第２の絞りとしての開口５ａを有している。遮光板５の中央の開口５ａの下方に、赤外線吸収特性を有する素材からなるフィルタ６が接着剤により接合されている。そして、この遮光板５とフィルタ６とでカバー部材１１が構成されている。

また、下部４ａの下端部４ａａは、基板ＰＣ上に鏡枠４が取り付けられる際の接着部位となる箇所であって、鏡枠４の下部４ａが基板ＰＣ上に当接され取り付けられる際には、下部４ａの下端部４ａａと、基板ＰＣとの間に接着剤Ｂ３が充填されて固着される。
このように、基板ＰＣと鏡枠４とカバー部材１１とが密着して接合されているので、基板ＰＣと鏡枠４とカバー部材１１等に覆われる光学部材１や半導体撮像素子２０２の表面は、環境外乱である埃などのゴミや湿気等の付着や傷等の損傷から防がれて保護される。
つまり、鏡枠４とカバー部材１１とで構成される外枠部材が、光学部材１や半導体撮像素子２０２の表面を覆うことにより、撮像装置１００は、防塵、防湿の構造、光学部材１等の保護構造を有する。

また、図示は省略するが、鏡枠４の下部４ａと上部４ｂとの間の隔壁４ｃの内周面には、光学部材１の被嵌合部である下脚部１ｆに対応した嵌合部としてのＤ溝が形成されており、Ｄ溝に下脚部１ｆが密着的に嵌合している。このような下脚部１ｆとＤ溝との嵌合により、光学部材１は、例えば当該光学部材１のレンズ部１ａの光軸を中心とした回転が防止されるように、鏡枠４に位置規制されている。

また、光学部材１は鏡枠４に位置規制されているので、基板ＰＣの所定位置に、例えば、後述する位置決め電気部品８ａに基づき、鏡枠４を位置決めして配置することにより、基板ＰＣの所定位置に光学部材１を配置することができ、例えば、基板ＰＣに備えられた半導体撮像素子２０２の光電変換部２ａの中心と、鏡枠４に嵌合された光学部材１のレンズ部１ａの光軸の中心を一致させるように備えることができる。
また、光学部材１は鏡枠４に位置規制されているため、基板ＰＣの所定位置に鏡枠４が配置され、固定された状態においては、光学部材１は所定の位置からずれにくく、例えば、光学部材１のレンズ部１ａの光軸の中心と、半導体撮像素子２０２の光電変換部２ａの中心とが一致した状態を維持しやすい。

図２において、光学部材１と遮光板５との間には、例えば、コイルばねなどの弾性部材により構成された押圧部材７が配置されている。遮光板５が鏡枠４に取り付けられることで、遮光板５により押圧部材７が押圧されて、この押圧部材７が弾性変形する。この押圧部材７は、光学部材１を図２中において、下方に向かって所定の押圧力により押圧して、光学部材１を半導体撮像素子２０２に付勢する。ここで、遮光板５から下方に向かう力が加わった際に、押圧部材７が弾性変形することにより、その力を吸収する緩衝作用が働くので、その力は直接撮像素子２には伝達されず、撮像素子２が破損することを防ぐ効果がある。

位置決め電気部品８ａ、…は、例えば、コンデンサ、抵抗、ダイオード等であり、図２に示すように、基板ＰＣ上にて鏡枠４に近接してこの鏡枠４の４隅に対応して配置されている。この位置決め電気部品８ａ、…は、鏡枠４を基板ＰＣ上に固着する際の固定位置の近傍にあり、鏡枠４の位置決め指標となる。
なお、位置決め電気部品８ａは、例えば、コンデンサ、抵抗、ダイオード等に限らず、撮像装置１００に必要な電気部品であればよい。
また、基板ＰＣ上には、撮像装置１００を動作させ、画像処理を行うために必要な電気部品（図示略）を設けても良く、これにより、撮像装置１００を一つのユニットとして様々な電子機器に搭載しやすくなる。

次に、上記撮像装置１００を一例として本発明の撮像装置を搭載した電子機器について説明する。
図７に示すように、電子機器は、例えば、折り畳み式携帯電話機Ｔ（以下、携帯電話機Ｔという）であり、表示画面Ｄを備えたケースとしての上筐体７１と、操作ボタンＰを備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置１００は、上筐体７１の内表面側（表示画面Ｄを有する側）の表示画面Ｄの下方に内蔵されており、撮像装置１００が上筐体７１の外表面から光を取り込めるものとされている。
このように、携帯電話機Ｔに薄型化された撮像装置１００を内蔵することにより、携帯電話機Ｔをより薄型化することができ、撮像対象との距離や撮像環境に対応させて撮像装置１００の機能を使い分けることにより、付加価値の高い携帯電話機Ｔとすることができる。
なお、携帯電話機Ｔのその他の構成要素は、公知であるため、説明を省略する。

以上のように、本実施形態の撮像装置１００によれば、半導体撮像素子２０２の光電変換部２ａの画素２１ａ、…に配設される赤色カラーフィルタ２１ｒ、緑色カラーフィルタ２１ｇ及び青色カラーフィルタ２１ｂを重ねることにより遮光層２ｄを簡便に形成することができる。
また、遮光層２ｄは、光電変換部２ａの周囲の少なくとも当該光電変換部２ａに設けられた配線層２０ａとアナログ回路部２ｂに設けられた配線層２０ｂとの隙間２０ｃを被覆するように設けられているので、光学部材１を介して半導体撮像素子２０２側に入射される光をアナログ回路部２ｂの配線層２０ｂと光電変換部２ａの配線層２０ａの隙間２０ｃからアナログ回路部２ｂに対して入射させ難くすることができる。これにより、隙間２０ｃからの半導体基板２ｃのアナログ回路部２ｂ側に対する光の入射に基づいて、当該アナログ回路部２ｂにて電荷が発生することを抑制することができる。即ち、光電変換部２ａにより光電変換されたもの以上の信号電荷がアナログ回路部２ｂに蓄積されてしまうことを防止することができる。さらに、遮光層２ｄにより、光電変換部２ａの周囲にて反射する光量を減少させることができることとなって、光電変換部２ａに対して反射光の光電変換に基づく不要な信号電荷の蓄積を防止することができる。従って、撮像画像の画質低下を好適に防止することができる。

なお、上記実施形態では、光電変換部２ａの周囲の略全域に遮光層２ｄを配設するような構成としたが、これに限られるものではなく、少なくとも光電変換部２ａに設けられた配線層２０ａとアナログ回路部２ｂに設けられた配線層２０ｂとの隙間２０ｃに遮光層２ｄが配設されていれば良い。

また、上記実施形態では、基板ＰＣの光源側の面に当接された半導体撮像素子２０２を備える構成の撮像装置１００を例示したが、これに限られるものではない。
即ち、図８に示すように、略矩形状の開口部１０が形成された基板ＰＣの裏面側から開口部１０を塞ぐように半導体撮像素子２が備えられた撮像装置２００であっても良い。
半導体撮像素子２は、基板ＰＣの裏面側に、開口部１０を介して基板ＰＣの表面側から光電変換部２ａが露出されるように取り付けられている。具体的には、基板ＰＣの裏面側に、所定間隔を空けて複数設けられたバンプ２０を介して半導体撮像素子２が取り付けられている。そして、バンプ２０により、半導体撮像素子２と基板ＰＣの裏面側の所定位置に形成された配線（図示略）とが電気的に接続されている。
なお、バンプ２０は、例えば、銅、ニッケル、金、パラジウムやこれらの合金、或いはこれらの金属から構成されている。また、バンプ２０としては、例えば、スタッドバンプ、メッキバンプ、蒸着バンプ等が挙げられる。

また、半導体撮像素子２は、光電変換部２ａのアナログ回路部２ｂ側の端部と基板ＰＣの開口部１０の端部とが光学部材１に入射する光の光軸方向にほぼ重なるようにして基板ＰＣの裏面側に取り付けられ、例えば遮光性を有する樹脂からなる接着剤Ｂ１を介して基板ＰＣに接着されている。
なお、接着剤Ｂ１は、電極どうしの短絡を防止する上で非導電性を有するものを適用することができる。

以上のように、半導体撮像素子２は、光電変換部２ａのアナログ回路部２ｂ側の端部と基板ＰＣの開口部１０の端部とが光学部材１に入射する光の光軸方向にほぼ重なるように配置されているので、基板ＰＣの開口部１０を介して半導体撮像素子２側に入射される光をアナログ回路部２ｂの配線層２０ｂと光電変換部２ａの配線層２０ａの隙間２０ｃからアナログ回路部２０ｂに対してより入射させ難くすることができる。

また、上記実施形態では、遮光層２ｄとして、赤色カラーフィルタ２１ｒ、緑色カラーフィルタ２１ｇ及び青色カラーフィルタ２１ｂの３つのフィルタが重ねられたものを例示したが、これに限られるものではなく、これらのフィルタのうち、少なくとも任意に選択される２つのフィルタが重ねられたものであれば良い。

さらに、上記実施形態では、遮光層２ｄを形成する上で、赤色カラーフィルタ２１ｒ、緑色カラーフィルタ２１ｇ及び青色カラーフィルタ２１ｂを重ねるようにしたが、これに限られるものではない。例えば、半導体撮像素子２０２の光電変換部２ａの画素２１ａ、…に、光学部材１により集光される光のうち、イエロー色光、具体的には、赤色光及び緑色光を透過させるイエロー色カラーフィルタ、マゼンタ色光、具体的には、赤色光及び青色光を透過させるマゼンタ色カラーフィルタ及びシアン色光、具体的には、緑色光及び青色光を透過させるシアン色カラーフィルタの何れかを配設し（何れも図示省略）、これらイエロー色カラーフィルタ、マゼンタ色カラーフィルタ及びシアン色カラーフィルタを重ねることにより遮光層を形成するようにしてもよい。
このような構成としても、遮光層を簡便に形成することができるとともに、当該遮光層により光学部材１を介して半導体撮像素子２０２側に入射される光をアナログ回路部２ｂの配線層２０ｂと光電変換部２ａの配線層２０ａの隙間２０ｃからアナログ回路部２ｂに対して入射させ難くすることができる。これにより、隙間２０ｃからの半導体基板２ｃのアナログ回路部２ｂ側に対する光の入射に基づいて、当該アナログ回路部２ｂにて電荷が発生することを抑制することができる。即ち、光電変換部２ａにより光電変換されたもの以上の信号電荷がアナログ回路部２ｂに蓄積されてしまうことを防止することができる。さらに、遮光層により、光電変換部２ａの周囲にて反射する光量を減少させることができることとなって、光電変換部２ａに対して反射光の光電変換に基づく不要な信号電荷の蓄積を防止することができる。従って、撮像画像の画質低下を好適に防止することができる。

なお、上記のイエロー色カラーフィルタ、マゼンタ色カラーフィルタ及びシアン色カラーフィルタに加えて、緑色光を透過させる緑色カラーフィルタを用いても良い。これにより、撮像画像の画質低下の防止をより適正に図ることができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、遮光層２ｄとしては、上記実施形態で例示したようなフィルタを積層して構成されるものの代わりに、例えば、黒色の樹脂から成形されたものを適用しても良い。
ここで、黒色の樹脂は、具体的には、例えば、フィルタ形成材料であるゼラチン等を黒色に染色することにより形成することができる。

また、上記実施形態では、アナログ回路部２ｂとしてＣＤＳ回路を例示したが、これに限られるものではなく、光電変換部２ａに蓄積された電気信号を出力するためのアナログ回路であれば如何なるものであっても良い。また、アナログ回路部２ｂや光電変換部２ａの回路構成も上述したものに限られるものではない。

さらに、上記実施の形態では、電子機器として携帯電話機Ｔを例示したが、これに限られるものではなく、撮像装置１００、２００を内蔵可能な電子機器であれば如何なるものであっても良いのは、勿論である。

本発明を適用した一実施形態の撮像装置を示す斜視図である。 図１のII−II線における撮像装置の一部省略断面図である。 図１の撮像装置に備わる半導体撮像素子の光電変換部とアナログ回路部の回路構成を説明するための図である。 半導体撮像素子の断面構造を説明するための図である。 図３の半導体撮像素子の平面構造を模式的に示した図である。 図５の半導体撮像素子の断面構造を模式的に示した図である。 本発明に係る撮像装置を搭載した携帯電話機の一例を示す正面図及び背面図である。 本発明を適用した一実施形態の撮像装置を示す一部省略断面図である。

符号の説明

１００、２００ 撮像装置
２、２０２ 半導体撮像素子
２ａ 光電変換部
２１ａ 画素
２ｂ アナログ回路部
２０ｃ 隙間
２ｄ 遮光層
２１ｒ 赤色カラーフィルタ
２１ｇ 緑色カラーフィルタ
２１ｂ 青色カラーフィルタ
ＰＣ 基板
Ｔ 携帯電話機（電子機器）

Claims (6)

1. 光学部材と、
   前記光学部材により集光される光を光電変換して電気信号として蓄積する光電変換部と、当該光電変換部に隣接させて配置され、前記光電変換部に蓄積された前記電気信号を出力するためのアナログ回路部とが設けられた半導体撮像素子と、を備え、
   前記光電変換部は、複数の画素を有し、前記複数の画素のうちの少なくとも一部の画素には、前記光学部材により集光される光のうち、赤色光を透過させる赤色カラーフィルタ、緑色光を透過させる緑色カラーフィルタ及び青色光を透過させる青色カラーフィルタの何れかが配設され、
   前記光電変換部の周囲には、少なくとも当該光電変換部に設けられた配線層と前記アナログ回路部に設けられた配線層との隙間を被覆するように遮光層が設けられていることを特徴とする撮像装置。
2. 前記遮光層は、前記赤色カラーフィルタ、前記緑色カラーフィルタ及び前記青色カラーフィルタのうちの少なくとも２つのフィルタが重ねられてなることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 光学部材と、
   前記光学部材により集光される光を光電変換して電気信号として蓄積する光電変換部と、当該光電変換部に隣接させて配置され、前記光電変換部に蓄積された前記電気信号を出力するためのアナログ回路部とが設けられた半導体撮像素子と、を備え、
   前記光電変換部は、複数の画素を有し、前記複数の画素のうちの少なくとも一部の画素には、前記光学部材により集光される光のうち、イエロー色光を透過させるイエロー色カラーフィルタ、マゼンタ色光を透過させるマゼンタ色カラーフィルタ及びシアン色光を透過させるシアン色カラーフィルタの何れかが配設され、
   前記光電変換部の周囲には、少なくとも当該光電変換部に設けられた配線層と前記アナログ回路部に設けられた配線層との隙間を被覆するように遮光層が設けられていることを特徴とする撮像装置。
4. 前記遮光層は、前記イエロー色カラーフィルタ、前記マゼンタ色カラーフィルタ及び前記シアン色カラーフィルタが重ねられてなることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記遮光層は、黒色の樹脂から成形されてなることを特徴とする請求項１又は３に記載の撮像装置。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の撮像装置を、機器本体内に備えることを特徴とする電子機器。

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