JP2007305806A - 撮像ユニット及びこれを具備する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子をベアチップとして用いたベアチップ実装構造の撮像ユニットにおいて、撮像素子の受光面と光学透過部材の外表面とが近付き過ぎない構成として良好な画像を取得し得ると共に撮像ユニット及びこれを具備する撮像装置の小型化を実現する構成を提供する。
【解決手段】撮像素子であるベアチップ２１と、第一の開口１７ａを有しベアチップの撮像面が第一の開口を覆うようにベアチップが一方の面に実装された電気基板１７と、第二の開口１５ａを有し第二の開口が第一の開口に重なるように配置された状態で電気基板の他方の面が一方の面に固着された板状部材１５と、光を透過し板状部材の第二の開口を覆うように板状部材の他方の面に固着された光学透過部材２４とを備えてなる。
【選択図】図１

Description

この発明は、撮像ユニット及びこれを具備する撮像装置、詳しくは電気基板に対して撮像素子をベアチップとして用いた実装構造の撮像ユニットと、この撮像ユニットを具備する撮像装置に関するものである。

従来より、撮影光学系に入射する被写体からの光束に基づいて形成される被写体像を、所定の位置に配置した撮像素子（例えば電荷結合素子（ＣＣＤ；Ｃharge Ｃoupled Ｄevice）等）等の受光面上に結像させ、この被写体像を所定の形態の画像データ等として記録し得るように構成した撮像ユニットを具備するデジタルカメラ等の撮像装置が一般的に実用化され広く普及している。

デジタルカメラ等の撮像装置に組み込まれる撮像ユニットとしては、従来より、例えば図３に示すような形態のいわゆるパッケージタイプの撮像ユニットが一般に実用化されている。

図３は、パッケージタイプの撮像ユニットを具備した撮像装置の概略的な構成を断面で示す概略構成断面図である。

この種の撮像装置１０１は、図３に示すように、パッケージタイプの撮像ユニット１０２と、撮影光学系等を具備するレンズ鏡筒ユニット１１６と、撮像ユニット１０２及びレンズ鏡筒ユニット１１６を固定保持する装置本体１１１等によって構成される。

撮像ユニット１０２は、パッケージ本体１３１と、このパッケージ本体１３１の床部に接着剤１３２を用いて接着固定される撮像素子１２１と、パッケージ本体１３１の開口１３１ａを覆うように配設される光学透過部材１２４と、パッケージ本体１３１の裏面側に接着剤１３２を用いて接着固定される固定板１１５等によって主に構成される。

レンズ鏡筒ユニット１１６は、複数のレンズ群１１３と、これら複数のレンズ群１１３のそれぞれを保持する複数のレンズ保持枠１１２と、これらレンズ保持枠１１２の一部をレンズ群１１３の光軸に沿う方向に摺動自在に保持する固定枠１１４等によって主に構成される。

そして、撮像ユニット１０２は、固定板１１５が装置本体１１１の背面側の所定の部位に対して固定用ネジ１４１を用いて固定保持される。また、レンズ鏡筒ユニット１１６は、固定枠１１４が装置本体１１１の前面側の所定の部位に対して固定保持される。

図３に示されるこのような形態の従来のパッケージタイプの撮像ユニット１０２は、その厚さ寸法、即ちレンズ群１１３の光軸に沿う方向の最大外形寸法（同図符号Ａ２参照）が大きくなる傾向にある。このことから、これを適用する撮像装置１０１も、レンズ群１１３の光軸に沿う方向の外形寸法が大きくなるという傾向がある。

そこで、撮像ユニットを薄型化する手段としては、例えば特開２００２−２１８２９３号公報等によって開示されているような形態の手段、即ち撮像素子をベアチップとして用いたベアチップ実装構造を有する撮像ユニットを適用した撮像装置がある。

上記特開２００２−２１８２９３号公報等によって開示されている撮像装置に用いられる撮像ユニットは、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を挟んで一方の面に光学透過部材を、他方の面に撮像素子を配置して構成されている。

具体的には、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）の一方の面に光学透過部材が接着剤を用いて接着されている。この光学透過部材が接着されている接着面とは反対側のフレキシブルプリント基板の面には、撮像素子が電極パッド，バンプを介して接続されている。そして、当該フレキシブルプリント基板には開口部が形成されており、この開口部を介して撮像素子の受光面と光学透過部材とがそれぞれ対向する位置に配置されるように構成されている。

これによれば、撮像ユニットの厚さ寸法、即ち撮像素子の受光面に直交する方向（光軸に沿う方向）の最大外形寸法を容易に小さくすることができ、よってこれを適用する撮像装置の小型化に寄与し得るというものである。
特開２００２−２１８２９３号公報

上記特開２００２−２１８２９３号公報によって開示されている形態のベアチップ実装構造の撮像ユニットを用いた撮像装置においては、撮像ユニットの厚さ寸法、即ち撮像素子の受光面と光学透過部材の外表面との間の寸法は、フレキシブルプリント基板自体の厚さ寸法と、当該フレキシブルプリント基板と撮像素子との間に介在する接着剤及び同フレキシブルプリント基板と光学透過部材との間に介在する接着剤のそれぞれの厚さ寸法とによって規定されることになる。

この場合において、フレキシブルプリント基板は柔軟で薄板状の部材からなるのが普通である。また、撮像素子及び光学透過部材とフレキシブルプリント基板との間のそれぞれに介在する各接着剤層の厚さ寸法は、極めて小さい値、例えば０．２ミリメートル（ｍｍ）程度のものである。

一般に、撮像素子の受光面の前面側に光学透過部材を配置した形態の撮像ユニットにおいては、光学透過部材の表面上に載った微小な塵埃やガラス表面の傷等により生じる影が撮像素子の受光面に投影されることがあり、これにより、同撮像素子によって取得される画像に悪影響が生じる可能性があることは周知である。この場合において、撮像素子の受光面と光学透過部材の外表面との間の寸法が小さくなるほど、微小塵埃や傷等による影が画像に与える悪影響は顕著になるという傾向がある。

したがって、上記公報によって開示される形態のベアチップ実装構造の撮像ユニットを適用する場合には、撮像素子の受光面と光学透過部材の外表面との間の寸法は、装置の小型化を考慮しながらも、撮像素子と光学透過部材の各面が近付き過ぎないようにする工夫が必要である。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、撮像素子をベアチップとして用いたベアチップ実装構造の撮像ユニットにおいて、撮像素子の受光面と光学透過部材の外表面とが近付き過ぎないような構成により、良好な画像を取得し得ると共に、小型化を実現し得る構成の撮像ユニット及びこれを具備する撮像装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明による撮像ユニットは、撮像素子であるベアチップと、第一の開口を有し、上記ベアチップの撮像面が上記第一の開口を覆うように、上記ベアチップが一方の面に実装された電気基板と、第二の開口を有し、当該第二の開口が上記第一の開口に重なるように配置された状態で上記電気基板の他方の面が一方の面に固着された板状部材と、光を透過し、上記板状部材の上記第二の開口を覆うように、上記板状部材の他方の面に固着された光学透過部材と、を有することを特徴とする。

また、本発明による撮像装置は、固定部材と、撮像素子であるベアチップと、第一の開口を有し、上記ベアチップの撮像面が上記第一の開口を覆うように、上記ベアチップが一方の面に実装された電気基板と、第二の開口を有し、当該第二の開口が上記第一の開口に重なるように配置された状態で上記電気基板の他方の面が一方の面に固着され、かつ他方の面が上記固定部材に固定された板状部材と、光を透過し、上記板状部材の上記第二の開口を覆うように、上記板状部材の他方の面に固着される光学透過部材と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、撮像素子をベアチップとして用いたベアチップ実装構造の撮像ユニットにおいて、撮像素子の受光面と光学透過部材の外表面とが近付き過ぎないような構成により、良好な画像を取得し得ると共に、小型化を実現し得る構成の撮像ユニット及びこれを具備する撮像装置を提供することができる。

以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。

図１は、本発明の一実施形態の撮像ユニットを具備する撮像装置の概略的な構成を断面で示す概略構成断面図である。図２は、本実施形態の撮像ユニットを取り出して概略構成を示す断面図である。

本実施形態においては、撮像ユニット２を具備する撮像装置１の一例として、デジタルカメラのレンズ鏡筒を例に挙げて説明する。

図１に示すように、デジタルカメラのレンズ鏡筒としての撮像装置１は、撮像ユニット２（詳細は後述する）と、撮影光学系等を具備するレンズ鏡筒ユニット１６と、撮像ユニット２及びレンズ鏡筒ユニット１６を固定保持する装置本体１１等によって構成される。

装置本体１１は、例えば中空の円筒形状からなり前面に向けて突設される中空突設部１１ａと、この中空突設部１１ａの一端部に設けられ当該中空突設部１１ａに対して直交する面に沿う方向に配置される背面部１１ｂとによって形成されている。この背面部１１ｂの略中央部分には、開口１１ｃが形成されている。この開口１１ｃは、上記中空突設部１１ａの中空部分に連通している。

レンズ鏡筒ユニット１６は、第１レンズ群１３ａ及び第２レンズ群１３ｂからなる複数のレンズ群１３と、これら複数のレンズ群１３のそれぞれを保持する第１レンズ保持枠１２ａ及び第２レンズ保持枠１２ｂからなる複数のレンズ保持枠１２と、レンズ保持枠１２のうち第２レンズ保持枠１２ｂを所定の方向、即ちレンズ群１３の光軸に沿う方向（図１の矢印Ｙに沿う方向）に摺動自在に保持する固定枠１４等によって主に構成される。

レンズ鏡筒ユニット１６は、固定枠１４が装置本体１１の中空突設部１１ａの内側部に固設されることで、同装置本体１１に組み込まれるようになっている。つまり、中空突設部１１ａは、レンズ鏡筒ユニット１６を固定保持するための固定部材であって、撮影レンズ鏡枠の一部を担う役目もしている。

撮像ユニット２は、図１及び図２に示すように電気基板であるフレキシブルプリント基板１７と、光電変換素子等の撮像素子２１と、この撮像素子２１の前面の光電変換面（受光面ともいう）を保護する透明ガラス部材や透明樹脂部材等からなる光学透過部材２４と、当該撮像ユニット２を装置本体１１に固設するための板状部材１５等によって主に構成される。

フレキシブルプリント基板１７には、略中央部に形成され撮像素子２１を配置する第一の開口１７ａと、後述する固定用ネジ４１の貫通孔１７ｂが複数形成されている。また、フレキシブルプリント基板１７の一方の面には、第一の開口１７ａの周縁部近傍に複数の電極パッド（特に図示せず）が設けられている。この電極パッドに対して撮像素子２１がバンプ３０を介して電気的に接続されている。

フレキシブルプリント基板１７の他方の面には、ステンレス板，アルミ板等の金属製の材料からなる板状部材１５が配置される。この板状部材１５には、略中央部に第二の開口１５ａが形成されている。この第二の開口１５ａは、上記フレキシブルプリント基板１７の第一の開口１７ａと略同サイズ同形状に形成されている。さらに、この第二の開口１５ａの周縁部近傍には、上記フレキシブルプリント基板１７の貫通孔１７ｂに対応する複数の貫通孔１５ｂが穿設されている。

そして、フレキシブルプリント基板１７の第一の開口１７ａと、板状部材１５の第二の開口１５ａとがほぼ合致するように位置決めしたとき、貫通孔１７ｂと貫通孔１５ｂとの各位置もほぼ合致するようになっている。

そして、この状態、即ち第一の開口１７ａと第二の開口１５ａとが重なるように配置された状態で、フレキシブルプリント基板１７の他方の面は、板状部材１５の一方の面に接着剤等によって固着されている。

さらに、貫通孔１７ｂと貫通孔１５ｂとがほぼ合致した状態にて、各孔に固定用ネジ４１を挿通させ、当該固定用ネジ４１を、装置本体１１側の対応する位置に形成されているネジ孔１１ｄに対して螺合させることによって、撮像ユニット２は、装置本体１１の背面側に固設されるようになっている。

また、板状部材１５には、フレキシブルプリント基板１７との合わせ面とは反対側の面に、第二の開口１５ａを覆うようにして光学透過部材２４が配設される。この光学透過部材２４は、その外周縁部と板状部材１５の第二の開口１５ａの周縁部近傍との間で、例えば接着剤等によって接着固定される。

以上のように構成される本実施形態の撮像装置１においては、撮像素子２１をベアチップとして用いたベアチップ実装構造の撮像ユニット２を用いている。これにより、ユニット及び装置の小型化に寄与することができる。

これと同時に、フレキシブルプリント基板１７の一方の面に撮像素子２１を実装し、他方の面に板状部材１５を介して光学透過部材２４を、撮像素子２１に対向するように配設する構成としている。これにより、撮像素子２１の受光面と光学透過部材２４の外表面との間の寸法Ａ１（図１参照）を、板状部材１５の厚さ寸法の分だけ離間させることができる。つまり、この板状部材１５の厚さ寸法を適宜設定することによって、撮像素子２１の受光面と光学透過部材２４の外表面との距離を、良好な画像を取得し得る距離に調整することができる。

したがって、本実施形態によれば、ベアチップ実装構造の撮像ユニット２を採用しながら、撮像素子２１の受光面と光学透過部材２４の外表面との距離を適切に設定することができるので、光学透過部材２４の表面上に載った微小な塵埃やガラス表面の傷等による画像への悪影響を抑止することができる。

上記実施形態では、本発明の説明をレンズ鏡筒で説明したが、本発明は、デジタルカメラ本体に適用できることは勿論である。即ち、装置本体１１をデジタルカメラ内の本体構造のひとつとして考え、これに撮像ユニット２を設ければよい。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

本発明の一実施形態の撮像ユニットを具備する撮像装置の概略的な構成を示す概略構成断面図。 図１の撮像ユニットを取り出して示す概略構成断面図。 従来の撮像ユニット（パッケージタイプの撮像ユニット）を具備した撮像装置の概略的な構成を示す概略構成断面図。

符号の説明

１，１０１……撮像装置
２，１０２……撮像ユニット
１１，１１１……装置本体
１１ａ……中空突設部
１１ｂ……背面部
１２，１１２……レンズ保持枠
１２ａ……第１レンズ保持枠
１２ｂ……第２レンズ保持枠
１３，１１３……レンズ群
１３ａ……第１レンズ群
１３ｂ……第２レンズ群
１４，１１４……固定枠
１５……板状部材
１５ａ……開口
１５ｂ……貫通孔
１６，１１６……レンズ鏡筒ユニット
１７……フレキシブルプリント基板，電気基板
１７ａ……開口
１７ｂ……貫通孔
２１，１２１……ベアチップ，撮像素子
２４，１２４……光学透過部材
４１，１４１……固定用ネジ
１１５……固定板
１３１……パッケージ本体
１３１ａ……開口
１３２……接着剤

Claims (5)

1. 撮像素子であるベアチップと、
   第一の開口を有し、上記ベアチップの撮像面が上記第一の開口を覆うように、上記ベアチップが一方の面に実装された電気基板と、
   第二の開口を有し、当該第二の開口が上記第一の開口に重なるように配置された状態で上記電気基板の他方の面が一方の面に固着された板状部材と、
   光を透過し、上記板状部材の上記第二の開口を覆うように、上記板状部材の他方の面に固着された光学透過部材と、
   を有することを特徴とする撮像ユニット。
2. 固定部材と、
   撮像素子であるベアチップと、
   第一の開口を有し、上記ベアチップの撮像面が上記第一の開口を覆うように、上記ベアチップが一方の面に実装された電気基板と、
   第二の開口を有し、当該第二の開口が上記第一の開口に重なるように配置された状態で上記電気基板の他方の面が一方の面に固着され、かつ他方の面が上記固定部材に固定された板状部材と、
   光を透過し、上記板状部材の上記第二の開口を覆うように、上記板状部材の他方の面に固着される光学透過部材と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
3. 上記請求項２に記載の撮像装置において、
   上記固定部材は、撮影レンズ鏡枠であることを特徴とする撮像装置。
4. 上記請求項１に記載の撮像ユニットにおいて、
   上記電気基板は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする撮像ユニット。
5. 上記請求項２に記載の撮像装置において、
   上記電気基板は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする撮像装置。

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