JP2013211695A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CCD型イメージセンサあるいはCMOS型イメージセンサ等の撮像素子を用いた小型の撮像装置に関する。 The present invention relates to a small image pickup apparatus using an image pickup element such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor.
近年、CCD(Charged Coupled Device)型イメージセンサあるいはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が搭載された携帯端末の普及の増大に伴い、より高画質の画像が得られるよう、画素数の大きな固体撮像素子を使用した撮像装置が搭載されたものが市場に供給されるようになってきた。一方、特に近年では、薄形の携帯電話機やスマートフォンに搭載されるべく、より低背化された撮像装置が要求されている。より低背化された撮像装置では、固体撮像素子の実装が課題となっている。 In recent years, with the widespread use of mobile terminals equipped with solid-state imaging devices such as CCD (Charged Coupled Device) type image sensors or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type image sensors, higher quality images As a result, products equipped with an imaging device using a solid-state imaging device having a large number of pixels have been supplied to the market. On the other hand, in recent years, there has been a demand for an imaging device with a lower profile so as to be mounted on a thin mobile phone or smartphone. In an imaging apparatus with a lower profile, mounting a solid-state imaging element has become a problem.
従来から、撮像装置内の固体撮像素子の実装方法として、ガラス・エポキシなどの基板にダイ・アタッチした後、ワイヤボンディングを行うものが知られている。ここで、撮像装置における固体撮像素子と撮像レンズとの間における構造について述べる。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for mounting a solid-state imaging element in an imaging apparatus, a method of performing wire bonding after die-attaching to a glass / epoxy substrate or the like is known. Here, a structure between the solid-state imaging device and the imaging lens in the imaging apparatus will be described.
基板或いはFPC(フレキシブルプリント基板)に固体撮像素子を実装し、ワイヤボンディングによって固体撮像素子と基板或いはFPCを電気的に接続する撮像装置において、被写体像を結像する撮像レンズと、固体撮像素子との間、受光する波長域(例えば赤外線領域)を制限する光学フィルターを通常配置している。光学フィルターは可視光より長い波長の赤外光を通さない事で、固体撮像素子からの出力信号における色再現を良好にする機能を有する。このような光学フィルターを設けた構成が、特許文献1,2に開示されている。 In an imaging device in which a solid-state imaging device is mounted on a substrate or an FPC (flexible printed circuit board) and the solid-state imaging device and the substrate or FPC are electrically connected by wire bonding, an imaging lens that forms a subject image, a solid-state imaging device, In the meantime, an optical filter that restricts a wavelength region (for example, an infrared region) for receiving light is usually disposed. The optical filter has a function of improving color reproduction in the output signal from the solid-state imaging device by not passing infrared light having a wavelength longer than that of visible light. Patent Documents 1 and 2 disclose a configuration in which such an optical filter is provided.
特許文献1の構成では、固体撮像素子と基板或いはFPCを接続するボンディング用ワイヤと干渉しないように、固体撮像素子と光学フィルター間のスペースを大きくあけている。しかしながら、このように固体撮像素子と光学フィルター間のスペースを大きくとると、撮像装置の低背化を図れない。 In the configuration of Patent Document 1, a large space is provided between the solid-state imaging device and the optical filter so as not to interfere with the bonding wire connecting the solid-state imaging device and the substrate or FPC. However, if the space between the solid-state imaging device and the optical filter is increased in this way, the height of the imaging device cannot be reduced.
一方、特許文献2の構成では、光学フィルターを枠状部材上に載置しているので、光学フィルターがボンディング用ワイヤと干渉する可能性は減るが、光学フィルターを支持する枠状部材の支持部がボンディング用ワイヤと干渉する可能性は残る。よって、かかる構成において低背化を推進しようとすると、ボンディング用ワイヤと干渉しないように、枠状部材の支持部を光軸直交方向に遠ざけなくてはならず、固体撮像素子のサイズの割に、大型の撮像装置となってしまう。 On the other hand, in the configuration of Patent Document 2, since the optical filter is placed on the frame-like member, the possibility that the optical filter interferes with the bonding wire is reduced, but the support portion of the frame-like member that supports the optical filter. Remains the possibility of interfering with the bonding wire. Therefore, when attempting to reduce the height in such a configuration, the support portion of the frame-shaped member must be moved away from the direction orthogonal to the optical axis so as not to interfere with the bonding wire, which is in proportion to the size of the solid-state imaging device. It becomes a large-sized imaging device.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、光学素子とボンディング用ワイヤとの干渉を回避しつつ、低背化を実現できる撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of realizing a low profile while avoiding interference between an optical element and a bonding wire.
請求項1に記載の撮像装置は、
撮像レンズにより結像された被写体像を電気信号に変換する固体撮像素子と、
前記撮像レンズと前記固体撮像素子との間に配置された板状の光学素子と、
前記光学素子を支持する枠部材と、を有し、
前記固体撮像素子は、基板に対して複数のワイヤにより信号伝達可能に結線されており、
前記枠部材は、前記基板に取り付けられてなり、前記光学素子を収容する開口と、前記開口の周囲の一部から前記開口の内側に向かって突出した支持部とを有し、前記支持部により前記光学素子が支持されることを特徴とする。
An imaging apparatus according to claim 1 is provided.
A solid-state imaging device that converts an object image formed by the imaging lens into an electrical signal;
A plate-like optical element disposed between the imaging lens and the solid-state imaging element;
A frame member for supporting the optical element,
The solid-state imaging device is connected to a substrate so that signals can be transmitted by a plurality of wires,
The frame member is attached to the substrate, and has an opening that accommodates the optical element, and a support portion that protrudes from a part of the periphery of the opening toward the inside of the opening. The optical element is supported.
本発明によれば、前記枠部材が、前記光学素子を収容する開口と、前記開口の周囲の一部から前記開口の内側に向かって突出した支持部とを有し、前記支持部により前記光学素子が支持されるので、前記ワイヤと干渉しない位置に前記支持部を設けることができる。 According to the present invention, the frame member includes an opening that accommodates the optical element, and a support portion that protrudes from a part of the periphery of the opening toward the inside of the opening, and the optical portion is provided by the support portion. Since the element is supported, the support portion can be provided at a position that does not interfere with the wire.
請求項2に記載の撮像装置は、請求項1に記載の発明において、光軸直交方向に見たときに、前記支持部は前記ワイヤと重なる位置に設けられているが、光軸方向に見たときに、前記支持部は前記ワイヤと重ならない位置に設けられていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the invention of the first aspect, the support portion is provided at a position overlapping the wire when viewed in the direction perpendicular to the optical axis. The support portion is provided at a position that does not overlap the wire.
本発明によれば、光軸直交方向に見たときに、前記支持部は前記ワイヤと重なる位置に設けられているので、前記支持部を前記固体撮像素子側に寄せることができ低背化を図れる。一方、光軸方向に見たときに、前記支持部は前記ワイヤと重ならない位置に設けられているので、前記支持部と前記ワイヤとの干渉を有効に回避できる。 According to the present invention, the support portion is provided at a position overlapping the wire when viewed in the direction perpendicular to the optical axis, so that the support portion can be brought closer to the solid-state image sensor side and the height can be reduced. I can plan. On the other hand, when viewed in the optical axis direction, the support portion is provided at a position that does not overlap the wire, so that interference between the support portion and the wire can be effectively avoided.
請求項3に記載の撮像装置は、請求項1又は2に記載の発明において、前記複数のワイヤは、前記固体撮像素子の4辺の少なくとも1つにおいて中央側に結線されており、前記支持部は、前記固体撮像素子の四隅に対応した位置に設けられていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the invention of the first or second aspect, the plurality of wires are connected to the center side in at least one of the four sides of the solid-state imaging device, and the support section Are provided at positions corresponding to the four corners of the solid-state imaging device.
これにより、前記支持部と前記ワイヤとの干渉を有効に回避できる。 Thereby, interference with the said support part and the said wire can be avoided effectively.
請求項4に記載の撮像装置は、請求項1又は2に記載の発明において、前記複数のワイヤは、前記固体撮像素子の4辺のうち2辺側に結線されており、前記支持部は、前記固体撮像素子の前記ワイヤが設けられていない2辺に対応した位置に設けられていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention of the first or second aspect, the plurality of wires are connected to two sides of the four sides of the solid-state imaging device, and the support portion is The solid-state imaging device is provided at a position corresponding to two sides where the wire is not provided.
これにより、前記支持部と前記ワイヤとの干渉を有効に回避できる。 Thereby, interference with the said support part and the said wire can be avoided effectively.
本発明によれば、光学素子とボンディング用ワイヤとの干渉を回避しつつ、低背化を実現できる撮像装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the imaging device which can implement | achieve a low profile can be provided, avoiding interference with an optical element and a bonding wire.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態にかかる撮像装置10の光軸に沿った断面図である。図2は、図1の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。図3は、枠部材の斜視図である。尚、図1〜3に示す構成は概略図であり、寸法等は一部誇張して示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view along the optical axis of the
図1に示すように、撮像装置10は、光電変換部(撮像面)11aを備えた固体撮像素子としてのCMOS型撮像素子11と、この撮像素子11の光電変換部11aに被写体像を撮像させる撮像レンズ12と、撮像レンズ12を保持する鏡筒13と、平行平板状の透光性基板(光学素子)であるIRカットフィルター14と、IRカットフィルター14を支持する枠部材15とを有する。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、基板16に実装された撮像素子11は、平行平板状のチップ上において、その受光側(図1で上面)の中央部に、画素(光電変換素子)が2次元的に配置された、撮像面としての光電変換部11aが形成されており、その周囲には信号処理回路(不図示)が形成されている。かかる信号処理回路は、各画素を順次駆動し信号電荷を得る駆動回路部と、各信号電荷をデジタル信号に変換するA/D変換部と、このデジタル信号を用いて画像信号出力を形成する信号処理部等から構成されている。
As shown in FIG. 1, the
また、撮像素子11の受光側の外縁近傍には、複数のパッド(不図示)が配置されており、複数のボンディング用のワイヤWにより基板16と結線されている。図2に点線で示すように、ワイヤWは、撮像素子11の4辺11b、11c、11d、11eの中央側に設けられている。尚、ワイヤWは少なくとも1辺に設けられていれば足りる。
A plurality of pads (not shown) are arranged near the outer edge of the
撮像素子11は、光電変換部11aからの信号電荷をデジタルYUV信号等の画像信号等に変換し、ワイヤWを介して、不図示の外部回路(例えば、撮像装置を実装した上位装置が有する制御回路)へと送信するようになっている。又、ワイヤWを介して、外部回路から撮像素子11を駆動するための電源やクロック信号の供給を受けることもできる。ここで、Yは輝度信号、U(=R−Y)は赤と輝度信号との色差信号、V(=B−Y)は青と輝度信号との色差信号である。なお、撮像素子は上記CMOS型のイメージセンサに限定されるものではなく、CCD等の他のものを使用しても良い。
The
図1において、鏡筒13の内部には、撮像レンズ12が設けられている。より具体的には、撮像レンズ12は、ホルダ12aにより保持されたレンズL1〜L5からなり、鏡筒13内のアクチュエータにより光軸方向に移動可能とされている。
In FIG. 1, an
枠部材15は、基板16に取り付けられ、鏡筒13を支持すると共に矩形板状のIRカットフィルター14を収容支持している。図2,3に示すように、枠部材15は、矩形開口15aを有し、且つ矩形開口15aの四隅下縁から開口内側に突き出すようにして支持板部15bを設けている。矩形開口15aの内寸は、IRカットフィルター14の外寸にほぼ等しい。よって、図3に示すように、枠部材15の上方よりIRカットフィルター14を挿入すると、矩形開口15a内に収容された状態で、IRカットフィルター14の四隅下面が支持板部15bによって支持される。かかる状態で、IRカットフィルター14の4辺(斜面TPを含む)に接着剤を塗布することで、枠部材15にIRカットフィルター14を固定できる。
The
本実施の形態によれば、図1に示すように、光軸直交方向に見たときに、支持板部15bはワイヤWと重なる位置に設けられているので、支持板部15bを撮像素子11側に寄せることができ低背化を図れる。一方、図2に示すように、光軸方向に見たときに、支持板部15bはワイヤWと重ならない位置に設けられているので、支持板部15bとワイヤWとの干渉を有効に回避できる。尚、矩形開口15aの周縁の一部を斜面TPにすることで、接着剤を有効に留めることができる。
According to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
上述した撮像装置10の動作について説明する。図4は、撮像装置10を携帯端末或いは撮像装置としてのスマートフォン100に装備した状態を示す。また、図5はスマートフォン100の制御ブロック図である。
The operation of the
撮像装置10は、例えば、鏡筒13の物体側端面がスマートフォン100の背面(図4(b)参照)に設けられ、液晶表示部の下方に相当する位置に配設される。
In the
撮像装置10は、外部接続端子(図5では矢印)を介して、スマートフォン100の制御部101と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部101側に出力する。
The
一方、スマートフォン100は、図4に示すように、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行する制御部(CPU)101と、電源等のスイッチ及び番号等をタッチパッドにより指示入力するための入力部60と、所定のデータの他に撮像した映像等を液晶パネルで表示する表示部65(但し、表示部の液晶パネルと入力部のタッチパッドはタッチパネル70が兼用する)と、外部サーバとの間の各種情報通信を実現するための無線通信部80と、スマートフォン100のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ID等の必要な諸データを記憶している記憶部(ROM)91と、制御部101によって実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、或いは撮像装置10により得られた撮像データ等を一時的に格納する作業領域として用いられる及び一時記憶部(RAM)92とを備えている。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
スマートフォン100は、入力キー部60の操作によって動作し、アクチュエータにより撮像レンズ12を駆動してオートフォーカス動作を行い、タッチパネル70に表示されたアイコン71等をタッチすることで、撮像装置10を動作させて撮像を行うことができる。撮像レンズ12を介して光電変換部11aに結像される光線は、IRカットフィルター14を通過するので、これにより赤外光成分がカットされて高画質な画像を得ることができる。撮像装置10から入力された画像信号は、上記スマートフォン100の制御系により、記憶部92に記憶されたり、或いはタッチパネル70で表示され、さらには、無線通信部80を介して映像情報として外部に送信される。
The
図6は、別な実施の形態にかかる図2と同様な図である。本実施の形態では、撮像素子11が、対向する2辺11b、11dのみにワイヤWを結線しており、枠部材15’は、撮像素子11がワイヤWを結線していない2辺11c、11eに対応する開口15aの2辺から、支持板部15bを開口内側に突出させている。よって、ワイヤWと支持板部15bとの干渉は生じない。
FIG. 6 is a view similar to FIG. 2 according to another embodiment. In the present embodiment, the
10 撮像装置
11 撮像素子
11a 光電変換部
11b〜11e 辺
12 撮像レンズ
12a ホルダ
13 鏡筒
14 IRカットフィルター
15 枠部材
15a 矩形開口
15b 支持板部
16 基板
60 入力キー部
65 表示部
70 タッチパネル
71 アイコン
80 無線通信部
92 記憶部
100 スマートフォン
101 制御部
L1〜L5 レンズ
W ワイヤ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記撮像レンズと前記固体撮像素子との間に配置された板状の光学素子と、
前記光学素子を支持する枠部材と、を有し、
前記固体撮像素子は、基板に対して複数のワイヤにより信号伝達可能に結線されており、
前記枠部材は、前記基板に取り付けられてなり、前記光学素子を収容する開口と、前記開口の周囲の一部から前記開口の内側に向かって突出した支持部とを有し、前記支持部により前記光学素子が支持されることを特徴とする撮像装置。 A solid-state imaging device that converts an object image formed by the imaging lens into an electrical signal;
A plate-like optical element disposed between the imaging lens and the solid-state imaging element;
A frame member for supporting the optical element,
The solid-state imaging device is connected to a substrate so that signals can be transmitted by a plurality of wires,
The frame member is attached to the substrate, and has an opening that accommodates the optical element, and a support portion that protrudes from a part of the periphery of the opening toward the inside of the opening. An imaging apparatus, wherein the optical element is supported.
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