JP3839019B2

JP3839019B2 - 撮像装置

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Publication number: JP3839019B2
Application number: JP2003427839A
Authority: JP
Inventors: 博之三宅
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2020-04-07
Also published as: JP2004153855A

Description

本発明は、撮像装置に係り、特に、撮像機能を有する携帯端末機器に搭載するうえで好適な小型の撮像装置に関するものである。

図７０は特開平６−８５２２２号公報に開示される従来の撮像装置の構造を示す断面図である。同図において、２は撮像素子、２２はリードフレーム、１０は周辺素子である。撮像素子２と周辺素子１０とは、アイランド３１の上下に立体的に配置されている。

また、図７０において、１１は撮像素子２および周辺素子１０をそれぞれリードフレーム２２に電気的に接続するワイヤーボンディング用のワイヤーであり、２３はプリモールドである。プリモールド２３の撮像素子２側は、光学経路を確保するため開口されている。３２は遮光性リキッドで、接着剤によりプリモールド２３上に、図のように固定されている。

従来の撮像装置は、図示されない別体のレンズを備えている。光学情報は、その別体のレンズおよび遮光性リキッド３２を通過して固体撮像素子２上に結像される。結像した光学情報は、個体撮像素子２により電気信号に変換されて出力される。周辺素子１０は、撮像装置の機種に応じて適当な機能を発揮する。ここでは周辺素子１０の機能が従来技術の特徴ではないのでその動作説明は省略する。

図７０に示す従来の撮像装置は、上記の如く、周辺素子１０と撮像素子２とを別パッケージとする必要がない。このため、上記従来の撮像装置によれば、それらが別々のパッケージに実装される場合に比して、実装基板上に要求される面積を小さくすることができる。従って、上記従来の撮像装置によれば、ビデオカメラ等の携帯端末機器の小型化を促進することができる。

図７１は、特開平１０−３２３２３号公報に開示された従来の撮像装置の断面図を示す。図７１において、３３はリード電極、２は撮像素子、３は結像レンズ部３ａとレンズ取り付け部が一体となった光学素子、１０は撮像素子２の裏面に接着剤により接着された周辺素子である。光学素子３のレンズ取り付け部下面にはメタライズ電極膜３４が構成されている。撮像素子２の電極とリード電極３３とは、そのメタライズ電極膜３４によって電気的に接続され、かつ、一体化されている。周辺素子１０とリード電極３３とは、ワイヤーボンディング用のワイヤー１１により電気的に接続されている。

図７１に示す従来の撮像装置では、周辺素子１０が撮像素子２の裏面に接着剤を介して直接接着されている。このため、図７１に示す撮像装置では、図７０に示す従来の撮像装置（特開平６−８５２２２号に開示される装置）において必要とされるアイランド部が不要である。このため、図７１に示す構成によれば、図７０に示す構成を用いる場合に比して、撮像装置を更に小型化することができる。

図７２は、特開平９−２８３５６９号公報に開示される従来の撮像装置の斜視図である。同図において、２は撮像素子、２ａは撮像素子２の受光面をその裏面から見た透視位置を示す。８は異方性導電シートで、撮像素子２の受光面２ａを覆わないように中央部が切り取られた形状とされている。３５は透光性の回路基板で、その表面には端子部３５ａが配置されている。撮像素子２は異方性導電シート８を介して、フリップチップ実装方式により端子部３５ａと電気的に接続されながらフェースダウンで回路基板３５と一体化されている。

図７２に示す撮像装置においてもレンズ部は省略されているが、この撮像装置では、光学情報は透光性の回路基板３５および異方性導電シート８の中央部（切り取られた部分）を通過して撮像素子２上に結像される。図７２に示す従来の撮像装置では、上記の如く撮像素子２をフリップチップ実装方式で回路基板３５に接続することで小型化を実現している。

なお、以上の従来技術の説明では、各公報に記載された装置を略図化すると共に、後述する本発明の実施形態の説明と整合させるため、各部の符号および名称を、本発明の実施の形態を説明するための符号および名称に合わせている。

特開平６−８５２２２号公報特開平１０−３２３２３号公報特開平９−２８３５６９号公報

図７０または図７２に示す従来の撮像装置は、結像レンズ部が撮像素子２を含むユニットと別体であるため、撮像装置として機能するには、レンズ部品を別途組み立てる必要がある。また、この場合、光学情報を正確に結像させるためには、焦点を調整する機構をレンズに設けて、レンズの組み立て時に焦点距離を調整することが必要である。このような焦点調整機構は撮像装置の外形サイズに影響し、その小型化を妨げる要因となる。

図７１に示した撮像装置では、結像レンズ部とレンズ取り付け部とが一体の成形部品として結像レンズを構成しているため、レンズ部品を別途組み立てる必要はない。しかしながら、この撮像装置では、レンズ取り付け部の下面にメタライズ電極を構成する等の高度な技術が必要であったため、加工コストが高く、その価格を抑えることが困難であった。また、撮像素子２の周縁部にレンズ部品が組み立てられるため、撮像素子２に欠け等が生じ易いという問題も有していた。

本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、結像レンズ部を含む固定焦点式の光学素子を、簡単に、かつ、工程品質を安定させながら組み立てることを可能とすることにより、安価な撮像装置を得ることを第１の目的としている。
また、本発明は、上記の特性と共に、撮像機器の撮像性能を改善する機能を有する小型の撮像装置を提供することを第２の目的としている。

請求項１記載の発明は、光学情報を受光して撮像データを生成する撮像装置であって、
複数の回路パターン端子部を備える基板と、
前記基板に実装された撮像素子と、
前記基板と嵌合することで、前記複数の回路パターン端子部を介して前記撮像素子と電気的に導通するソケット部品と、
前記ソケット部品が搭載されたメイン基板とを備え、
前記ソケット部品が前記基板と嵌合する部分には、前記メイン基板に対して所定の傾斜角が付与されていることを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、前記請求項１に記載の撮像装置であって、
前記ソケット部品は、半田のリフロー温度に耐え得る耐熱部品であることを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の撮像装置であって、
前記ソケット部品と前記メイン基板との組み付け位置を規制する位置合わせ機構を備えることを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の撮像装置であって、
前記位置合わせ機構は、前記ソケット部品と前記メイン基板との組み付け位置を少なくとも２カ所で規制することを特徴とするものである。

請求項１記載の発明によれば、メイン基板に実装されるソケット部に、撮像素子を備える基板を嵌合させることにより撮像装置を実現することができる。この場合、ソケット部品だけを予めチップマウンター等でメイン基板に実装し、後工程で基板を嵌合させることが可能となるため、撮像装置の組み立て工程を容易化することができる。また、本実施形態の構造によれば、撮像素子の交換作業も効率化することができる。更に、この発明によれば、撮像素子がメイン基板に対して所定の傾斜角を有するようにソケット部品に傾斜が設けられている。このため、本発明によれば、複雑な回転機構などを必要とせずに、大型化や剛性低下を伴うことなく携帯端末機器の撮像操作性を改善し得る撮像装置を実現することができる。

請求項２記載の発明によれば、メイン基板に実装されるソケット部が耐熱部品であるため、半田リフロー工程を利用してソケット部をメイン基板に固定することができる。また、本発明では、後工程でソケットに基板を装着することができるため、基板上には、撮像素子の他、耐熱性の低い部品も併せて実装することができる。

請求項３記載の発明によれば、位置決め機構が設けられているため、ソケット部品とメイン基板とを適正な位置関係に組み付けることができる。ソケット部品と撮像素子との位置関係は、基板の嵌合によりほぼ一義的に決定される。従って、本発明によれば、撮像素子とメイン基板との位置関係を適正に決定することができる。

請求項４記載の発明によれば、ソケット部品とメイン基板との位置が２カ所以上で決定されるため、両者の回転を防止することができる。

実施の形態１．
以下、図１乃至図４を参照して本発明の実施の形態１である撮像装置について説明する。尚、各図において共通する部分には、同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図１において、１は開口部が設けられた基板、２は受光面２ａを有する撮像素子、３は結像レンズ部３ａを含む光学素子、４は撮像素子２の端子上に設けられた電極のバンプである。撮像素子２は基板１の開口部を塞ぐ形でフェースダウンで実装され、バンプ４により基板１と電気的に接続されている。光学素子３は基板１の開口部内のスペースで撮像装置２の上面に当接するように組み立てられている。

次に、図２、３および４を参照して本実施形態の撮像装置の構造を詳細に説明する。
図２（Ａ）は、基板１と撮像素子２とが組み立てられる前の位置関係を示す斜視図である。図２（Ａ）において、１ａは基板１に設けられた開口部である。
図２（Ｂ）は、基板１を図２（Ａ）における撮像素子２側から見た平面図（以下、この面を「裏面」とする）である。同図に示すように、基板１には回路パターン１ｂが形成されている。
図２（Ｃ）は撮像素子２を図２（Ａ）における上部から見た平面図である。同図に示すように、撮像素子２には受光面２ａと入出力端子２ｂとが構成されている。

本実施形態では、基板上の回路パターン１ｂと撮像素子２上の入出力端子２ｂとが相対する位置に構成されている。また、基板１上の開口部１ａは、撮像素子２の外形より小さく、かつ、受光面２ａより大きくなるように構成されている。

図３（Ａ）は、撮像素子２が、開口部1aを塞ぐような形でフェイスダウンで基板1に実装された状態を示す斜視図である。また、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す撮像素子２と基板１との位置関係を示す断面図である。

図３（Ｂ）に示すように、撮像素子２は、基板１の開口部１ａの周辺部と重なる部分を有するように構成されている。ここで、基板１の開口部１ａの寸法と、撮像素子２の受光面２ａの寸法との関係は図２を参照して説明したように構成されているため、受光面２ａと開口部１とは重ならず、受光面２ａは、基板１に影響されることなく光学情報を受けることができる。

また、基板１と撮像素子２とが重なる部分において、基板１上の回路パターン１ｂと、撮像素子２上の入出力端子２ｂは、ＡＣＦ（異方性導電シート）等を用いたＦＣＢ（フリップ・チップ・ボンディング）実装方式などで電気的に接続されている。

ここで、ＦＣＢ実装方式については、本発明の本質とは異なるので、本明細書では詳細説明を省略するが、本発明の実施の形態はＡＣＦを用いたＦＣＢ実装方式に限るものではない。例えば、ＡＣＦの替りにＡＣＰ（異方性導電ペースト）などを用いて電気的な結合を形成しても良いし、また、ＡＣＦやＡＣＰ等を用いず、撮像素子２の入出力端子２ｂ上に設けたバンプ４と基板1の回路パターン１ｂとを当接させることにより、或いは、超音波併用による溶接を行うことにより電気的な結合を形成しても良い。更には、電気的な結合を形成すべき部分のパターン間ピッチに余裕があれば、結合を形成すべき部分のみを導電性接着剤で結合させても良い。

図４（Ａ）は、基板１と、撮像素子２と、光学素子３との位置関係を示す斜視図である。また、図４（Ｂ）は図３に示す構造物に光学素子３を組み付けた状態を示す斜視図である。尚、図４（Ｂ）に示す構造物を断面図で表したものが図１である。ここで光学素子３は、基板１に設けられている開口部１ａを通って撮像素子２の上面部分、より具体的には受光部２ａ以外の部分に当接するように組み立てられる。

図７０に示す従来の撮像装置は、実質的に、基板上に撮像素子と光学素子とを備える構成を有している。このため、その最低厚みは、撮像素子２の厚み、焦点距離の高さ、および基板１の厚みにより決定されていた。これに対して、本実施形態の撮像装置では、光学素子３の結像レンズ部３ａと撮像素子２との間に基板１が位置する構造となるため、その最低厚みを薄くすることができる。

また、本実施形態の撮像装置では、光学素子３が、基板１の開口部１ａを通って、撮像素子２の上面が基準面となるように組み立てられる。このため、光学素子３に固定されている結像レンズ部３ａと撮像素子２上に構成されている受光面２ａとの高さ方向の精度、すなわち、いわゆる焦点精度を、特別な焦点調整機構などを設けることなく、かつ、特別な焦点調整作業を必要とすることなく安定させることができる。従って、本実施形態の撮像装置は、その点においても従来の装置に比して小型化に適しており、かつ、従来の装置に比して製造工程を簡単化し得るという利点を有している。

また、図７１に示す従来の撮像装置は、撮像素子２とリード電極３３との接続を確保するために、メタライズ電極膜３４を含む複雑な構造を必要としている。これに対して、本実施形態の撮像装置では、基板１と撮像素子２とを積層させるだけで撮像素子２に施すべき所望の接続を実現することができる。このため、本実施形態の撮像装置は、従来の装置に比して安価に実現し得るという効果を有している。

尚、上述した実施の形態１では、基板１の回路構成の例を図２を参照して説明したが、その回路構成は図２に示す構成に限定されるものではなく、例えば多層回路基板が用いられる場合も実施の形態１の場合と同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
次に図５乃至図８を参照して本発明の実施の形態２である撮像装置について説明する。尚、各図において共通する部分には、同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図５において、１は開口部が設けられた基板、２は受光面２ａを有する撮像素子、３は結像レンズ部３ａを含む光学素子、３ｃは光学素子３に設けられた光学素子固定用凸部である。光学素子３と基板１とは、光学素子固定用凸部３ｃに塗布された接着剤５によって接着され一体化されている。

図６（Ａ）は本実施形態で用いられる光学素子３の平面図（左側）、側面図（中央）、および底面図（右側）を示す。また、図６（Ｂ）は、光学素子３の底面図に、光学素子３と撮像素子２とが当接する部分をハッチングで追記した図である。これらの図において、３ａは結像レンズ部、３ｂは撮像素子２と当接する基準面、３ｃは撮像素子３の周囲に設けられた固定用凸部である。

本実施形態において、光学素子３は、図５に示す状態に組み立てられたときに、その基準面３ｂが撮像素子２に当接し、かつ、その固定用凸部３ｃが基板1と当接しないように構成されている。つまり、光学素子３は、図５に示す状態に組み立てられたときに、固定用凸部３ｃと基板１とが当接することにより、基準面３ｂと撮像素子２の上面との間に空隙が生じないように構成されている。更に、本実施形態において、光学素子３は、図６（Ｂ）に斜線部で示す基準面３ｂ、すなわち、受光素子２と接する基準面３ｂが、結像レンズ３ａを通って撮像素子２の受光面２ａに到達する光学情報に影響を与えない様に構成されている。

本実施形態の撮像装置によれば、装置の厚みを薄くすることができると共に、撮像素子２の上面を基準として、光学素子３の高さ方向の精度を保ちながら組み立てることが可能となる。このため、光学素子２に固定されている結像レンズ２ａと撮像素子２の受光面２ａとの高さ方向の精度、すなわち、いわゆる焦点精度を安定させることができる。また、本実施形態では、光学素子３と基板１とを接着一体化することができるため、固定焦点を用いた小型撮像装置の組み立てを容易にすることができる。

また、本実施形態において、光学素子３は、撮像素子２の上面を基準に取りながら基板１と接着一体化される。このため、接着剤の厚みのばらつきによる焦点方向の組み立て精度のばらつきを解消することができ、工程品質の向上と生産ラインでの失敗コストの低減を図ることができる。

尚、上述した実施の形態２では、光学素子３の基準面３ｂおよび固定用凸部３ｃの例を図６を参照して説明したが、その形状は図６に示す形状に限定されるものではなく、例えば以下に説明するような形状であってもよい。

すなわち、固定用凸部３ｃは、基準面３ｂが撮像素子２の上面に当接して高さ方向の基準を取った状態において、その高さ方向の位置関係に影響を与えることなく基板１と接着一体化できる形状であれば良い。また、基準面３ｂは、撮像素子２の受光面２ａに到達する光学情報に影響を与えず、かつ、撮像素子２の上面を基準に高さ方向の組み立て精度を確保できる形状であればよい。

また、上述した実施の形態２では、固定用凸部３ｃが光学素子３の周囲に連続して設けられているように説明されているが、固定用凸部３ｃは光学素子３の周囲に不連続に設けられていてもよい。更には、図７に示すように、固定用凸部３ｃを設けずに、図８に示すように、光学素子３の側面を基板１に接着することによっても同様の効果を得ることができる。

実施の形態３．
次に図９を参照して本発明の実施の形態３である光学素子一体型撮像素子について説明する。尚、図９において、図５に示す部分と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態の撮像装置と図５に示す撮像装置との相違点は、光学素子３と基板１とを接着する接着剤として熱可塑性接着剤６を用いることにより、その組み立て精度の向上を実現したことである。熱可塑性接着剤６は、接着剤硬化のため加熱され、液体から固体へと性質が変更した後に冷却される。このとき、冷却による体積収縮が発生するが、本実施形態では、その体積収縮により、光学素子３を撮像素子２の方向に引っ張ろうとする張力が発生する。この張力は、光学素子３と撮像素子２の密着度を高める力として作用する。このため、本実施形態の撮像装置によれば、光学素子３に固定されている結像レンズ部３ａと撮像素子２の受光面３ａとの高さ方向の距離、すなわち、いわゆる焦点精度を図５に示す場合に比して更に高めることができる。

尚、上述した実施の形態３では、熱可塑性接着剤を例に採って説明したが、本発明の効果は、熱可塑性接着剤が用いられる場合にのみ得られるものではない。すなわち、硬化前後で体積変化を生じ、硬化後に体積収縮する性質の接着材であれば本発明に適用することができ、例えば、紫外線硬化型接着剤や常温硬化タイプの接着剤であっても良い。

実施の形態４．
次に図１０および図１１を参照して本発明の実施の形態４である光学素子一体型撮像素子について説明する。
図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）において、１は開口部が設けられた基板、２は受光面２ａを有する撮像素子、３は結像レンズ部３ａを含む光学素子、３ｃは光学素子３に設けられた光学素子固定用凸部である。光学素子３と基板１とは接着剤５により接着一体化されている。また７は基板１と撮像素子２とが構成するコーナー部全周に配置された撮像素子用封止樹脂である。

図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は上述した実施の形態１の説明で参照した図２（Ｂ）および図２（Ｃ）に対応する図面である。これらの図において、８はＦＣＢ実装などで用いられるＡＣＦである。

撮像素子２の入出力端子２ｂが、長方形状の撮像素子２の２辺にのみ配置されている場合、図１１（Ａ）に示すように、高価なＡＣＦ８を撮像素子２の全周域に配置する必要はない。しかしながら、ＡＣＦ８を撮像素子２の２辺に対応する部位のみに配置した場合、撮像素子２を基板１にフェイスダウンで実装組み立てしたとき、ＡＣＦが配置されていない２辺において、撮像素子２の上面と基板１との間に空隙部が形成される。

本実施形態の撮像装置では、封止樹脂７により、この空隙部を塞ぐことができ、その空隙部からの異物侵入を防ぐ事ができる。また、封止樹脂７を配置すると、撮像素子２と基板１との接着信頼性を高めることできると共に、図１０（Ｂ）に矢印で示す経路で電気的結合部に水分が侵入するのを防ぐことができる。このため、本実施形態の構造によれば、撮像装置の信頼性向上を図ることができる。

また、樹脂７を遮光性のものとすると、撮像素子２と基板１との間に形成される空隙部から光が進入するのを防ぐことができる。このため、本実施形態の構造によれば、撮像装置の性能を向上させ得るという効果も得ることができる。

実施の形態５．
次に図１２および図１３を参照して本発明の実施の形態５である撮像装置について説明する。尚、図１２において、図１０に示す部分と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態の撮像装置は、図１０に示す撮像装置を基礎として、結像レンズ部３ａを除き光学素子３の全体を光学素子用封止樹脂９で封止することにより実現される。本実施形態の構造によると、光学素子３と基板１との接着部、すなわち、接着剤５による接着部の信頼性を向上させることができる。また、封止樹脂９を遮光性のものにすることにより、撮像装置内部への光の進入を防ぐための遮光性カバーを不要とすることができる。このように、本実施形態の構造によれば、撮像装置の信頼性向上と省部品化とを実現することができる。

また、図１３に示すように、図７に示した光学素子３を封止樹脂9で封止することとしても良い。この場合、光学素子３と基板１を接着するための接着剤５を省略し、封止樹脂９により光学素子３と基板1とを一体化することができる。

図１２に示す構造においては、以下の理由により、固定用凸部３ｃと基板１との間の接着剤５を省略しない方がよい。すなわち、図１２に示す構造においては、接着剤５が省略されると、固定用凸部３ｃと基板１との間に空隙が発生し、その空隙に封止樹脂９が充填される事態が生ずる。この場合、撮像装置の使用環境によって封止樹脂９が膨張した場合に光学素子３を撮像素子２から引き離そうとする応力が生じ、撮像装置の品質劣化が促進される。従って、封止樹脂９を用いて光学素子３と基板１０とを固定する場合は、光学素子３に固定用凸部３ｃを設けるか否かに応じて接着剤５を省略するか否かを判断する必要がある

ところで、本実施形態において、接着剤５は、基板１と光学素子３との接着一体化ではなく、基板１と光学素子３との間に封止樹脂９が侵入するのを防止する役割を果たす。その点において、接着剤５は、図１２に示す構成においてのみならず、図１３に示す構成においても、撮像装置の品質を安定させる手段としての意義を有している。

上記の如く、本発明の実施の形態５は、本発明の実施形態１乃至４に示す撮像装置を基礎として、遮光性の封止樹脂９などにより、光学素子３と基板１とを一体化する場合の、その一体化方法に関するものでもある。

実施の形態６．
次に図１４乃至図２１を参照して本発明の実施の形態６である撮像装置について説明する。尚、各図において共通する部分には同一の畚を付して重複する説明を省略する。

図１４において、１は開口部１ａが設けられた回路基板、２は撮像素子、１０は例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定用途向けの集積回路やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の画像処理用の周辺素子、１１は撮像素子２と回路基板１、及び周辺素子１０と回路基板１とをＷ／Ｂ（ワイヤーボンディング）方法により電気的に接続するためのワイヤーである。

本実施形態において、周辺素子１０は、基板１に設けられた開口部１ａを塞ぐような形で配置されている。その結果、基板１の中には、周辺素子１０によって塞がれたキャビティ（凹部）１２が構成されている。本実施形態の撮像装置は、そのキャビティ１２の中に撮像素子２が配置されている点に特徴を有している。

図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）は、それぞれ基板１および周辺素子１０の平面図である。これらの図において、１ａは基板１上に設けられた開口部、１ｂは基板１上に設けられた回路パターン、また、１０ａは周辺素子１０上に設けられた入出力端子を示す。

ここで基板１の開口部１ａは周辺素子１０の上面の面積より小さく形成されている。また、周辺回路１０の入出力端子１０ａと、それぞれの入出力端子と電気的に相対する回路パターン１ｂとは、ワイヤーボンディング等で電気的に接続ができるような位置に配置されている。

図１６は、基板１に周辺素子１０が搭載された状態を、周辺素子１０側から見た図を示す。同図に示すように、周辺素子１０は、開口部１ａが塞がれるように基板１に搭載される。また、図１７は、図１６に示す構造物の側面断面図を示す。図１７に示すように、開口部１ａを塞ぐ周辺素子１０の裏側には、上述したキャビティ１２が構成されている。

図１８（Ａ）は図１６に示す基板１および周辺素子１０を、図１６における裏側から表した平面図である。また、図１８（Ｂ）は周辺素子１０と基板１とで構成されるキャビティ１２内に組み込まれる撮像素子２の平面図である。ここで基板１の開口部１ａは、キャビティ１２内に撮像素子２を組み込むことができるように、撮像素子２の上面面積より大きく形成されている。

撮像素子２は図１９に示すように、キャビティ１２内に配置され、斜線部で示す周辺素子１０の裏面に直接スタックド実装（多段積み上げ）され、固定されている。

本実施形態では、撮像素子２と周辺素子１０とが基板等を介することなく直接接着されており、かつ、撮像素子２が基板１内のキャビティに収納されているため、プリパッケージ等の構造を持つ必要がない。このため、本実施形態の構造によれば、部品コストを低減しながら撮像装置の小型化を図ることができる。

キャビティを構成する周辺素子１０と基板１との実装方法は、図２０に示すようにＦＣＢ実装方式によりフェイスダウンとしても良い。図２０において４は周辺素子１０の入出力端子上に構成されたバンプであり、ＡＣＦ等を介したＦＣＢ実装により電気的に基板１に接続されている。

本発明の特徴は、撮像素子２と周辺素子１０とを一体化する小型撮像装置において、周辺素子１０と基板１に設けた開口部１ａによりキャビティ１２を構成することである。従って、その特徴を構成することができるのであれば、その実装方法は限定されるものではない。

また、本発明は、１個の撮像素子２と１個の周辺素子回路とをスタックド実装した構成に限定されるものではなく、図２１（Ａ）乃至図２１（Ｆ）にそれぞれ示すように、１個の撮像素子２と２個の周辺素子１０および１３とをスタックド実装しても良く、その組み合わせを制限するものではない。また、基板１の構造は、周辺素子１０，１３や撮像素子２などの実装によりキャビティ１２が構成できる限り、例えば、図２１（Ｅ）または図２１（Ｆ）に示すように、キャビティ１２に段差を付与するようなものでも良い。

実施の形態７．
次に図２２を参照して本発明の実施の形態７である撮像装置について説明する。図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）において、図２１（Ａ）および図２２（Ｂ）と同一の部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）に示す構造と、図２１（Ａ）および図２１（Ｂ）に示す構造とは、周辺素子１０で基板１の開口部を塞ぐことによりキャビティ１２を構成する点では同一である。前者の構造は、２個の撮像素子２をその周辺素子１０の両面に配置した点で後者の構造と異なっている。

携帯端末機器等に搭載されている撮像装置では、一つの撮像装置を回転させて、反対方向の画像も撮像できるようになっているが、本実施形態の構造によれば、携帯端末機器に撮像装置の回転機構を必要とせず、２方向の撮像ができ、２方向の撮像機能を必要とする携帯端末機器の小型化ができる。

実施の形態８．
次に図２３を参照して本発明の実施の形態８である撮像装置について説明する。図２３において、２は撮像素子、２ａは撮像素子２に設けられた受光面、１４は回路パターンが構成されたフィルム状基板、１４ａはフィルム状基板１４に設けられた開口部である。

図２４は図２３に示す本実施形態の撮像装置をフィルム状基板１４と撮像素子２に分解した図である。図２４において、１４ｂは撮像素子２との電気的な接続を得るためランド部であり、１４ｃはＬ／Ｓ（ライン・アンド・スペース）がファインピッチで形成された回路パターンである。ランド部１４ｂの配置は撮像素子２上の入出力端子２ｂと相対する位置にレイアウトされている。回路パターン１４ｃは、開口部１４ａとランド部１４ｂとの間のスペースに形成されている。開口部１４ａは、撮像素子２上の受光面２ａのサイズより大きいサイズとされている。

図２３に示す本実施形態の撮像装置は、図２４に示す撮像素子２とフィルム状基板１４とを、ＦＣＢ実装方式などにより電気的に接続しながら一体化することで形成されている。

本実施形態においては、フィルム状基板１４の開口部１４ａの寸法と、撮像素子２の寸法、および撮像素子の受光面２ａの寸法との関係が前述のように設計されているので、受光面２ａと開口部１４ａとが重ならず、受光面２ａはフィルム状基板１４に影響されることなく光学情報を受光する事ができる。

本実施形態の構造によれば、撮像装置のフィルム状基板１４のうち、外部回路との接続を得るための入出力部を除く部分のサイズを、撮像素子２の平面外形サイズと同一に、若しくは小さくすることが可能であり、撮像装置の小型化に有効である。例えば、フィルム基板１４上の回路パターン１４ｃのラインピッチを６０μmとし、撮像素子２の長辺方向の２辺に10個ずつ、計２０個の入出力端子２ｂを配置し、かつ、それらの入出力端子２ｂの配列と受光面２ａとの間のスペースを４００μmとしたところ、フィルム状基板１４が撮像素子２と重なる部分の大きさを撮像素子２の上面部の平面積より小さくすることが可能であった。

なお、本実施形態の装置では、フィルム状基板１４の回路構成の例を図２４に示したもので説明したが、本発明はその回路構成に限られるものではなく、フィルム状基板１４は、例えば多層回路基板であってもよい。

実施の形態９．
次に図２５乃至図２８を参照して本発明の実施の形態９である撮像装置について説明する。図２５は図２３に示す実施の形態８の撮像装置を側面から見た図で、結像レンズ部３ａを有する光学素子３を組み立てたものである。ここで光学素子３は、フィルム状基板１４に設けられている開口部１４ａを通って、撮像素子２の受光部２ａ以外の部分に当接するように組み立てられており、接着剤５によりフィルム状基板１４と一体化されている。尚、図２５において、図２３に示す部分と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

図２６（Ａ）は本実施形態で用いられるフィルム状基板１４を示し、図２６（Ｂ）はそのフィルム状基板１４に撮像素子２を組み付けた状態の平面図を示す。図２６において１４ａはフィルム状基板１４に設けられた開口部、２ａは撮像素子２に設けられた受光面である。

図２７は本発明の実施の形態に用いた結像レンズ部３ａを有する光学素子３を示す。図２７において３ｂは撮像素子２と当接する基準面であり、３ｄは接着面である。本実施形態において、光学素子３は、フィルム状基板１４の開口部１４ａと光学素子３の基準面３ｂとが干渉することなく組み立てられたその状態で、光学素子３の接着面３ｄとフィルム状基板１４の上面との間に空隙が形成されるように設計されている。

図２８は光学素子３が撮像素子２上に組み立てられた状態を示す。同図において、光学素子３の基準面３ｂは撮像素子２の受光面２ａ以外の部分に当接しており、また、光学素子３の接着面３ｄとフィルム状基板１４との間には空隙が形成されている。このとき、光学素子３上の基準面３ｂの位置は、撮像素子２上の受光面２ａが、結像レンズ３ａを通して受ける光学情報に影響を与えないように構成されている。

本実施形態の構成によると、光学素子３を、フィルム状基板１４に設けた開口部１４ａを通して、撮像素子２の上面を基準として、その高さ方向の精度が安定するように組み立てることができる。このため、本実施形態によれば、光学素子３に構成された結像レンズ部３ａと、撮像素子２上に構成された受光面２ａとの高さ方向の精度、すなわち、いわゆる焦点精度を安定させることができ、固定焦点を用いた小型撮像装置の組み立てを容易にすることができる。

実施の形態１０．
次に図２９乃至図３１を参照して本発明の実施の形態１０である撮像装置について説明する。尚、図２９において、図２８に示す部分と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図２９に示す本実施形態の装置は、結像レンズ部３ａを備える光学素子３の形状が、図７に示したものと同様に、撮像素子２の受光面２ａを取り囲むものとされている。

図３０（Ａ）において、１４はフィルム状基板、２は撮像素子である。図３０（Ｂ）は、フィルム状基板14に撮像素子２をフェイスダウン実装して一体化した状態を示す。これらの図に示すように、本実施形態において、フィルム状基板１４の回路パターン１４ｃは、回路パターン１４ｂの両側に分散して設けられている。回路パターン１４ｃをこのように配置すると、開口部１４ａを、実施の形態８の場合に比して大きくすることができる。このため、本実施形態の構造によれば、フィルム状基板１４の開口部１４ａが、光学素子３の基準面３ｂ（図７に示す斜線部に相当）と干渉するのを有効に防止することができる。

尚、図３０（Ａ）および図３０（Ｂ）において、図２９および図２６と同一の部分には同一の符号を付しその説明は省略する。また、本実施形態において、開口部１４ａと受光面２ａとの相対位置関係、および回路パターン１４ｂと入出力端子２ｂとの相対位置関係は、実施の形態８の場合と同様に留意されている。また、回路パターン１４ｃのＬ／Ｓの配線ルールも、実施の形態８の場合と同様である。このため、それらの事項についての説明はここでは省略する。

本実施形態によると、フィルム状基板１４の平面サイズを最小限にしながら、撮像素子２の受光面２ａを取り囲むように光学素子３を配置することができる。光学素子３をこのように配置すると、図３１中に矢印で示す部分からの異物の進入を防ぐ事ができると共に、撮像装置の小型化を促進することができる。尚、図３１において図２９と同一の部分には同一の符号を付してその説明は省略する。

実施の形態１１．
次に図３２および図３３を参照して本発明の実施の形態１１である撮像装置について説明する。図３２に示すように、本実施形態の撮像装置は、封止樹脂１５によって一体化されている。尚、図３２において、図２９と同一の部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

本実施形態では、光学素子３の形状を上述した実施の形態１０の場合と同様として、図３１中に矢印で示す部分からの異物進入を防ぐ構造を採用している。このため、図３２に示すように封止樹脂１５を配置しても、撮像素子２の受光面２ａに封止樹脂１５がはみ出すことがない。このため、光学素子３とフィルム状基板１４とを一体化する接着剤を不要として工程の削減を図り、撮像装置の低コスト化を促進することができる。

さらに、封止樹脂１５を遮光性のものとすれば、撮像装置を改めて遮光性のカバーで覆う必要がなくなり、省部品化も可能となる。また、図３３に示すように封止樹脂１５にて、撮像装置全体を一体成形しても良い。こうすることにより生産ラインでのＭ／Ｈ（マテリアル・ハンドリング）が容易になり、工程品質の向上ができ、生産コストの低コスト化ができる。

実施の形態１２．
次に、図３４および図３５を参照して本発明の実施の形態１２の撮像装置について説明する。図３４は図３２に示したような、撮像素子裏面がベア（裸）の状態の撮像装置を、携帯端末機器などの基板に搭載した状態を示す。図３４において、１６は携帯端末機器の筐体、１６ａは筐体に設けられた開口部、１７は端末基板であり、撮像装置は、弾力性のある接着剤１８により端末基板１７に固定されている。また、その固定位置は携帯端末機器の筐体１６に設けられた開口部１６ａと撮像装置の結像レンズ部３ａの位置とが一致するように設計されている。従って、撮像装置は、開口部１６ａを通して光学情報を取り込むことができる。尚、図３４において、図３２に示す部分と同一の部分には同一の符号を付してその説明は省略する。

小型撮像装置などを搭載した携帯端末機器等では、持ち運び時にいろいろな外力が加わることが予想され、例えば、筐体１６に設けられた開口部１６ａを押さえ込むような方向の外力が加わることも想定しなければならない。また、携帯端末機器用途の撮像装置であるため小型化が要求されるが、図３２に示すような撮像装置では、例えば図３３に示すような撮像装置と比べて厚み方向の薄型化はできるが、撮像素子裏面がベアの状態のため構造的な強度が弱くなる。このため、図３２に示す構造が用いられる場合は、図３３に示す構造が用いられる場合に比して、前述のような外力が筐体開口部１６ａに加わった際に撮像素子２に破損が生じやすい。

本実施形態の構造では、撮像装置を端末基板１７に固定する弾力性のある接着剤１８をクッション材として機能させることができ、例えば、図３５（Ａ）または図３５（Ｂ）に矢印で示すような外力が加わった場合に、ある程度の加重までは接着剤１８部で吸収することができる。このため、本実施形態の構造によれば、携帯端末機器に搭載された後の、撮像装置の故障頻度を低減させることができる。

尚、図３５（Ａ）および図３５（Ｂ）において、図３４に示す部分と同一の部分には同一の符号を付してその説明は省略する。また、本実施形態の説明では省略したが、実際の携帯端末機器では、筐体１６の開口部１６ａにカバーガラスなどを配置することも有るが、いずれにせよ本実施形態の構造を併用して携帯端末機器の品質を向上させることができる。

実施の形態１３．
次に、図３６乃至図３８を参照して本発明の実施の形態１３の撮像装置について説明する。尚、図３６において図３２に示す部分と同一の部分には、同一の符号を付してその説明は省略する。図３６に示すように、本実施形態の撮像装置は、封止樹脂１９の外側に、電波シールド材２０を備えることを特徴としている。

図３７において、１９は封止材である。封止材１９の主たる目的は、外部からの吸湿や異物の進入から半導体素子等を保護すること、外力による半導体素子等の破壊を防止すること、並びに、本実施形態では特に、半導体素子等と光学素子とを一体化し、さらには所望の遮光機能を実現することなどである。

図３８は、図３７に示す撮像装置を、結像レンズ部３ａを除いて電波シールド材２０で被覆したものである。なお、図３７または図３８において、図３６に示す部分と同一の部分には同一の符号を付してその説明は省略する。

本発明が提供する小型撮像装置は、携帯端末機器での利用に適しているが、例えば、携帯電話などの通信機能を有する端末機器では、その端末機器自体から高周波電波が発生され、その電波ノイズが撮像装置の機能に悪影響を与える場合がある。本実施形態の装置によると、通信用途の携帯端末機器においても、電波障害の影響を受けずに小型撮像装置を動作させることができ、小型撮像装置の品質を向上させることができる。

尚、本実施形態は、通信機能を有する携帯端末機器に用いられる撮像装置において、電波シールドの手段が施されていることを特徴とし、その形状や材質は上述したものに限定されるものではなく、例えば、撮像装置外形部に電波シールド材をコーティングしても良いし、封止樹脂そのものに電波シールド特性を持つものを用いても良い。また、成型等による別部品として、撮像装置を覆うように一体的に構成してもよい。

実施の形態１４．
次に、図３９乃至図４１を参照して本発明の実施の形態１４の撮像装置について説明する。図３９において、撮像素子２上の回路レイアウトは撮像素子２の中央付近に入出力端子部が配置されるように変更されている。それらの入出力端子部は、それらに対応する位置に配置されたフィルム状基板１４の回路パターンのランド部と、バンプ４を介してＡＣＦなどにより電気的に接合されている。

図４０は、図３９に示すフィルム状基板１４と撮像素子２との分解図である。同図において、１４ｂはフィルム状基板１４に設けられた回路パターンのランド部であり、１４ｃは回路パターンであり、２ｂは撮像素子２に設けられた入出力端子である。入出力端子２ｂは、撮像素子２の端部ではなく、その中央部に集約して配置されている。

フィルム状基板１４の回路パターンランド部１４ｂと、撮像素子２上の入出力端子２ｂとは、それらが図３９に示すように組み立てられたときに相対するように構成されている。尚、図３９および図４０において、図２３または図２４に示す部分と同一の部分には、同一の符号を付してその説明は省略する。

本実施形態の撮像装置の特徴の一つは、撮像素子２の入出力端子２ｂの配置を、回路設計により撮像素子２の中央部付近の小さな領域に集積したことである。これにより、フィルム状基板１４の撮像素子２上での面積を小さくすることができ、撮像装置の小型化が可能とされている。

上記の構造を実現するためには、フィルム状基板１４の回路パターンランド部１４ｂや回路パターン１４ｃについても集積する必要が生ずるが、今日の回路パターン形成技術では、例えばＬ／Ｓが２５μmである場合には、集積されたランド部１４ｂ間に回路パターン１４ｃをレイアウトすることは困難である。このため、本実施形態では、フィルム状基板１４を２層構造として上述した特徴的構造の実現を可能としている。

図４１（Ａ）および図４１（Ｂ）は、上述した２層構造のフィルム状基板１４が各層に備える回路パターンランド部１４ｂおよび回路パターン部１４ｃを示している。尚、図４１において、図４０に示す部分と同一の部分には同一の符号を付してその説明は省略する。また、図４１において、フィルム状基板が備える回路パターンは、回路パターンランド部１４ｂの近辺のみを示し、その他の部分は省略した。本実施形態によると、フィルム状基板１４のサイズを小さくすることができ、撮像装置の小型化を進めることができる。

実施の形態１５．
次に、図４２乃至図４５を参照して、本発明の実施の形態１５について説明する。図４２において、３は結像レンズ部３ａを有する光学素子である。フィルム状基板１４と撮像素子２とは、実施の形態１４の場合と同様の手法で、すなわち、図３９に示す手法で接続されている。本実施形態において、光学素子３は、それらの接合部をまたぐような形で、かつ、撮像素子２上の１部に当接することで高さ方向の精度が保証されるように、撮像素子２と接着一体化されている。尚、図４２において、図３９に示す部分と同一の部分には同一の符号を付してその説明は省略する。

図４３（Ａ）は本実施形態において用いられる光学素子３の４面図を示す。また、図４３（Ｂ）は、その光学素子３が撮像素子２に当接する部分をハッチングで表した図を示す。これらの図において、３ａは結像レンズ部、３ｂは撮像素子２との当接部、３ｅは固定用ゲート形状部である。

図４４は、図４３に示す光学素子３の内部構造を示すイメージ図である。図４４においてハッチングで示す部分は、光学素子３の内部空間である。図４４において、図４３に示す部分と同一の部分には同一の符号を付してその説明は省略する。尚、本実施形態の特徴とするところは、光学素子３が、ゲート形状部３ｅで示される空間を有することであり、ゲート形状部３ｅ以外の空間部の有無や形状は、図４４の状態に限定されるものではない。

図４５において２１は接着材である。接着材２１は、図３９に示す撮像装置の撮像素子２に当接させながら組み立てられた光学素子３をフィルム状基板１４に固定するために用いられている。図４６は図４５の下側の図面を拡大して表した図である。図４６に示すように、光学素子３は、撮像素子２の上面に当接しながら組み立てられ、ゲート形状部３ｅとフィルム状基板１４で形成される空隙部が接着剤21で接着されることにより固定される。尚、図４５および図４６において、図４２に示す部分と同一の部分には同一の符号を付してその説明は省略する。

本実施形態の構造によると、フィルム状基板１４のサイズを小さくできると共に、撮像素子２の上面を基準にとりながら結象レンズ部３ａを含む光学素子３を組み立てることができる。従って、本実施形態の構造によれば、固定焦点の結像レンズの焦点精度を高精度で保証し、撮像装置の組み立てを容易とし、かつ、撮像装置の小型化を進めることができる。

実施の形態１６．
次に図４７乃至図５０を参照して本発明の実施の形態１６について説明する。図４７に示すように、本実施形態の撮像装置は、リードフレーム２２とプリモールド２３とで構成されたプリモールドパッケージを備えている。受光面２ａを有する撮像素子２は、プリモールドパッケージ内に組み立てられている。また、結像レンズ部３ａを有する光学素子３は、プリモールドパッケージに設けられた開口部を通って撮像素子２の上面と当接するように組み立てられている。撮像素子２の入出力端子上にはバンプ４が電極として設けられている。撮像素子２は、そのバンプ４およびＡＣＦ等を介してリードフレーム２０と電気的に接続されている。また、光学素子３とプリモールドパッケージとは、光学素子３に設けられた固定用凸部３ｃが接着剤５によりプリモールド２３に固定されることにより一体化されている。

図４８（Ａ）および図４８（Ｂ）は図４７に示す撮像装置を、プリモールドパッケージと撮像素子に分解した平面図である。これらの図において、２３ａはプリモールドパッケージに設けられた開口部、２は撮像素子である。本実施形態ではプリモールドパッケージ内に設けられたリードフレーム２２と撮像素子２上に構成された入出力端子とが相対する位置となるように配置されている。尚、図４８において、図４７に示す部分と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

図４９（Ａ）は、本実施形態の撮像装置の平面図、正面図および底面図を示す。また、図４９（Ｂ）は、その撮像装置を側面から見た断面図である。これらの図において、２ａは撮像素子２が備える受光面である。図４９（Ｂ）に示す様に、撮像素子２は、プリモールドパッケージに設けられた開口部２３ａ部を通して受光面２ａが外部からの光学情報を取り込めるように配置されている。

図５０は、撮像素子２の上部に光学素子３が組み付けられた状態を示す。図５０に示すように、光学素子３は、プリモールドパッケージの開口部を通って、撮像素子２の受光面２ａ以外の部分に当接するように組み立てられる。ここで、光学素子３は、撮像素子２の上面と当接することを除き、プリモールドパッケージ等には接触しないように構成されており、光学素子３の凸部３ｃとプリモールドパッケージとの間には空隙が形成されている。尚、図４９および図５０において、図４７または図４８に示す部分と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態によると、プリモールドパッケージ構造の撮像装置において、撮像素子２の上面を基準として光学素子３が組み立てられるため、光学素子３の結像レンズ３ａと、撮像素子２の受光面２ａとの高さ方向の精度、すなわち、いわゆる焦点精度を安定させることができる。また、本実施形態によれば、光学素子３とプリモールドパッケージとを接着一体化することができるため、固定焦点を用いた小型撮像装置の組み立てを容易にすることができる。

更に、本実施形態では、撮像素子２の上面を基準に取りながら光学素子３をプリモールドパッケージと接着一体化できるため、接着剤の厚みのばらつきによる焦点方向の組み立て精度のばらつきを解消することができる。このため、本実施形態によれば、工程品質の向上と生産ラインでの失敗コストの低減を図ることができる。

尚、図４７では光学素子３をプリモールドパッケージと一体化するための接着剤５の位置を、光学素子の固定用凸部３ｃの下側としているが、接着在の塗布位置はこれに限定されるものではなく、例えば、固定用凸部３ｃの側面部に形成されるプリモールドパッケージとの空隙部に接着剤を配置しても良い。

実施の形態１７．
次に図５１乃至図５５を参照して、本発明の実施の形態１７について説明する。図５１は図４７に示すようなリードフレーム部を有する撮像装置の側面図である。図５１において、３は結像レンズ部３ａを有する光学素子、９は封止樹脂、２２はリードフレーム、２３はプリモールドである。

図５２（Ａ）は、リードフレーム部がカットされ、所定の金型でフォーミングされた後の状態を表す正面図である。図５２（Ｂ）は、リードフレーム部が通常の手法でカットおよびフォーミングされた場合の状態を表す側面図である。図５２（Ｂ）に示すように、リードフレーム２２は、通常、全ての端子がほぼ同じ長さとなるようにカットおよびフォーミングされる。

本実施形態の撮像装置が特徴とするところは、図５１（Ａ）に示すように、一方の端部付近から他方の端部付近に向けてリードフレーム２２の長さが徐々に変化するようにそのカットおよびフォーミングが行われる点である。この場合、撮像装置が水平な平面上に設置されると、図５２（Ｂ）に示すように、撮像装置には傾斜が生ずる。発生させる傾斜の角度については、フォーミングに用いる金型の設計次第で自由に調整することができる。

次に図５３および図５４を参照して、上述した特徴部によって奏される効果について説明する。図５３において、１６は形態機器等の筐体、１６ａはその筐体に設けられた開口部、２４は携帯端末機器に設けられた表示部、２５は携帯端末機器の基板、２６は撮像装置である。

リードフレームが通常の手法でフォーミングされた場合は、図５３（Ａ）に示すように、携帯端末機器の基板２５に対して撮像装置２６は平行に取りつけられる。この場合、撮像装置２６による撮像方向は携帯端末機器の基板２５に対して垂直な方向となる。

一方、リードフレームが、本実施形態の要求に合わせてフォーミングされると、撮像装置２６は、図５３（Ｂ）に示すように傾斜した状態で携帯端末機器の基板２５上に取り付けられる。この場合、撮像装置２６による撮像方向は、リードフレーム２２のフォーミング時に設けた所定の角度に応じた方向、すなわち、携帯端末機器の基板２５に対して垂直な方向ではない所定の方向となる。

図５４（Ａ）は図５３（Ａ）に示す携帯端末機器の実用例である。図５３（Ａ）に示すように、撮像装置２６の撮像方向が携帯端末機器の基板２５に対して垂直であると、表示部２４を視認しようとする使用者の視点２７の位置と、その表示部２４の位置とにずれが生ずる。この場合、例えば使用者自身の顔を表示デバイスに映し出そうとしたときに以下のような問題が生ずる。すなわち、この場合、使用者は、撮像装置２６に視線を合わせると表示部２４をみることができない。また、使用者が表示部２４に視線を合わせると、表示部２４に表示される画像は、やや目線の下がった画像となる。更に、この場合は、表示部２４の画面内で使用者の位置を中央にすることも困難である。

図５５は図５３（Ｂ）に示した携帯端末機器の実用例である。図５５において、撮像装置２６の傾斜角は、所定の使用距離において、使用者の視点２７が、表示部２４の位置と一致するように設計されている。このように、リードフレーム２２が、図５５に示す状態を実現するようにフォーミングされていると、使用者の視点２７の位置と表示部２４の位置とのずれを緩和することができる。この場合、使用者は、容易に表示部２４の画面中央部に自身の像を捉えることができる。

上記の特性は、例えば携帯電話のような小型の携帯端末機器で、撮像装置２６の配置位置に制限があり、且つ、撮像装置２６と、撮像画像を映し出す表示デバイスとが同じ面内に配置される携帯端末機器においては重要な事項である。撮像装置２６に回転機構等を設けることも有効ではあるが、その場合は、メカニカルな構造が必要となったり、更には、落下に耐え得る十分な強度が確保できなくなるといった問題が生ずる。

これに対して、本実施形態の構造によれば、携帯端末機器に複雑な回転機構等を設けることなく、携帯端末機器の大型化を防ぎ、部品点数の増加を防ぎ、十分な剛性を確保しつつ、携帯端末機器の撮像機能に関する操作性を改善することができる。尚、図５４および図５５において、図５３に示す部分と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

ところで、上記の実施形態では、図５１を参照してリードフレーム２２の曲げ方を説明しているが、その曲げ方向はこれに限定されるものではない。本発明の特徴は、リードフレームの曲げ方により、基板等への取り付け後の撮像装置２６の撮像方向を決定することである。

実施の形態１８．
次に図５６乃至図６０を参照して本発明の実施の形態１８について説明する。本実施形態の撮像装置の機能は、前述した実施の形態１７における機能同様である。本実施形態の装置と実施の形態１７の装置との違いは、基板等への取り付けられた撮像装置の撮像方向を、リードフレームの曲げ方によらず、リードフレームの形状により決定する点である。

図５６乃至図５８は、それぞれ本実施形態の撮像装置の例を示す。これらの撮像装置は、形態端末機器の基板が備えるスルーホールやコネクタなどにリードフレームを嵌合させることによりその基板に取り付けられる。

図５６では、リードフレーム２２に、基板等に嵌めこまれたときに、嵌め込み深さを制限するための段差が予め設けられている。個々のリードフレーム２２の段差は、段階的に変化するように設けられている。図５６に示す撮像装置が基板等に組み込まれると、その段差の変化に起因して、撮像装置には、図５３（Ｂ）に示すような傾斜が発生する。

図５７に示す撮像装置は、図５６に示す装置と同様に、段階的に段差の深さを変化させるリードフレーム２２を有している。ところで、上述した図５６に示す撮像装置では、個々のリードフレーム２２の中央部を、その両側の部分に比して突出させることにより段差が形成されている。これに対して、図５７に示す撮像装置では、リードフレーム２２の端部を他の部位に比して突出させることにより段差が形成されていると共に、その段差部に傾斜が与えられている。

図５７に示す構成によれば、撮像装置が端末機器の基板等に組み込まれたときに、リードフレーム２２の段差部、すなわち、図５６に示す場合に比して大きな幅を有し、かつ、所定の傾斜を有する段差部を基板に当接させることができる。このため、図５７に示す構造によれば、図５６に示す構造に比して、基板等搭載後の撮像装置の傾斜角に関する精度を高めることができる。

図５８に示す撮像装置は、一方の端部に位置するリードフレーム２２ａの段差だけが、他のリードフレーム２２の段差に比してその先端に近い位置に設けられている。この場合、リードフレーム２２ａの段差部と、その他端に位置するリードフレーム２２の段差部とを結ぶ線が、この撮像装置が基板等に組み込まれたときに撮像装置と基板との間に生ずる傾斜角となる。

図５８に示す構造によれば、図５６に示す構造に比して、傾斜角の精度に影響を与える要因を少なくすることができる。このため、図５８に示す構造によれば、図５６に示す構造に比して、基板等搭載後の撮像装置の傾斜角に関する精度を高めることができる。

本実施形態の構造によれば、実施の形態１７の場合と同様に、携帯端末機器の撮像操作性を改善することができる。また、本実施形態では、リードフレームの製作時に、基板等への取り付け後の撮像装置の撮像方向を決定する手段が予め構成されるため、リードフレームフォーミング時の金型消耗等による経時的な加工形状変化による影響を回避することができる。従って、本実施形態の構造によれば、実施の形態１７の場合に比して長期に渡って所望の改善効果を安定して得ることができる。

図５９は、上述した効果を奏する他の撮像装置の側面図（左側）および正面図（右側）を示す。図５９に示す撮像装置では、その両端に配置されるリードフレーム２２ａおよび２２ｂのみが表面実装できるように平坦にフォーミングされている。図５９に示す撮像装置の基板等搭載後の傾斜角は、それらのリードフレーム２２ａおよび２２ｂの曲げ方により決定することができる。

図６０は、上述した効果を奏する別の撮像装置の側面図を示す。図６０に示す撮像装置では、一方の端部に配置されるリードフレーム２２ａのみが表面実装できるように平坦にフォーミングされている。この撮像装置では、リードフレーム２２ａの段差部と、その他端に位置するリードフレーム２２の段差部とを結ぶ線が基板等搭載後の傾斜角となる。

尚、図５６乃至図６０において、図５２に示す部分と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

実施の形態１９．
次に図６１乃至図６３を参照して本発明の実施の形態１９について説明する。図６１（Ａ）はプリモールド前のリードフレーム部２２の構成を示し、図６１（Ｂ）はプリモールド後のプリモールドパッケージの状態を示す。これらの図において、２３はプリモールドで、２３ａはプリモールドに設けられた開口部である。図６１（Ｂ）に示すように、本実施形態の撮像装置は、プリモールド２３の長手方向に対して垂直な方向にリードフレーム２２を延在させるプリモールドパッケージを備えている。

図６２（Ａ）は撮像素子２の平面図を、図６２（Ｂ）は撮像素子２がプリモールドパッケージ内にフェースダウンで組み立てられた状態を示す平面図を示す。また、図６２（Ｃ）および図６２（Ｄ）は、それぞれ、図６２（Ｂ）に示す構造物を側面視で表した図、および側面からの透視イメージ図である。

本発明の実施の形態ではプリモールドパッケージ内に設けられたリードフレーム部と撮像素子２上に構成された入出力端子部が、相対する位置となるように配置されている。また、プリモールドパッケージに設けられた開口部２３ａ部を通して撮像素子２が外部からの光学情報を取り込めるように配置されている。

図６３は本実施形態の撮像装置の作用を示している。本実施形態の撮像装置が備えるプリモールドパッケージでは、図６３（Ａ）に示すように、撮像素子２の上下方向（図６３（Ａ）では左右方向）にリードフレームが配置される。ここで、撮像素子２の上下とは、図６２（Ａ）における撮像素子２の上下のことをいう。図６３（Ｂ）は、本実施形態におけるリードフレームのフォーミング形状を示している。同図に示すように本実施形態では、撮像素子２の上方に延在するリードフレーム２２と、その下方へ延在するリードフレーム２２とが互いにことなる形状に成形されている。リードフレーム２２をこのようにフォーミングすると、撮像装置を携帯端末機器の基板上に設置したとき、所定の傾斜を構成することができる。

本実施形態の撮像装置によれば、レイアウト上の制約などにより撮像装置の取り付け個所が制限され、上述した実施の形態１７に示す撮像装置では所望の状態が実現できない場合に、撮像装置と基板との間に所望の傾斜角を付与することができ、実施の形態１７の場合と同様の効果を確保することができる。尚、図６２および図６３において、図６１に示す部分と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

実施の形態２０．
次に図６４乃至図６６を参照して、本発明の実施の形態２０について説明する。図６４において、２は受光面２ａを有する撮像素子、２８は側面部等に回路パターン２８ａが構成された基板、２９は基板２８に対応したソケット部品である。ソケット部品２９は、本実施形態の特徴部であり、半田実装時のリフロー炉で用いられる加熱温度に耐えうる耐熱性を有し、かつ、撮像装置を構成する基板２８が嵌合された際に、回路パターン２８ａと電気的な接続を得るための回路パターン２９ａを備えている。

撮像装置は、一般に撮像素子２の受光面２ａ上にカラーフィルターなどを備えている。カラーフィルターの耐熱温度は半田実装時のリフロー加熱温度より低いため、カラーフィルターは、他の表面実装部品の実装時に、チップマウンター装置などにより表面実装方式で組み立てることができなかった。また、光学素子一体型の撮像装置がプラスチック製のレンズを使用する場合も同様の問題、すなわち、耐熱温度の低いレンズがチップマウンター装置などで実装できないという問題が生じていた。この場合、一般的には、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）やコネクター等を介して撮像装置をメイン基板等に接続する手法が採られる。

これに対して、本実施形態の構造によれば、耐熱性のソケット部品２９をチップマウンター装置によりメイン基板等に表面実装し、リフロー炉による半田付け工程が終了した後に、後工程にて撮像装置をそのソケット部２８に嵌合するだけで所望の電気的接続を得ることができる。このため、本実施形態の構造によれば、撮像装置をメイン基板等への組み付ける際の作業を容易にすることができる。

また、本実施形態の構造によれば、撮像装置の着脱が容易であるため、何らかの原因で部品交換が必要な場合も、その交換を容易に行うことができ、作業効率の改善を図ることができる。尚、図６４では光学素子やモールド部は本発明の特徴と直接関係がないため省略したが、それが組み込まれていても同様である。

また、図６４の例ではソケット部品２９の回路パターン２９ａの端子部が、ソケット部品２９の外周部に示されているが、本発明の特徴はソケット部品の回路パターン２９ａの端子部の形状や位置によるものではない。すなわち、回路端子部２９ａは、例えば図６５に示すように、ソケット部品の底面側に設けても良い。

また、図６４および図６５ではソケット部品２９の開口部２９ｂが、貫通口として示されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、その開口部２９ｂは、図６６に示すように、底面を有するキャビティ構造であってもよい。つまり、開口部２９ｂは、基板２８をソケット部品２９に嵌合させるためのものであり、その機能が満たされる限りその形状は特定の形状に制限されるものではない。

実施の形態２１．
次に、図６７を参照して、本発明の実施の形態２１について説明する。本実施形態の撮像装置は、上述した実施の形態２０のソケット部品２９に、メイン基板との位置決め用の凸部２９ｃを設け、相対するソケット部品２９が組み立てられるメイン基板３０上に、凸部２９ｃに対応する位置決め用凹部３０ｂを設けることで実現されている。図６７において、３０はメイン基板、３０ａはソケット部品との電気的接続を得るためのランド部、３０ｂがソケット部品位置決め用の凹部である。

本実施形態において、ソケット部品２９の凸部２９ｃとメイン基板の凹部３０ｂとは、両者を組み付けた際に回路パターン２９ａの位置とランド部３０ａの位置とが一致するように設計されており、さらに、ソケット部品２９に組み込まれる撮像装置のレンズ部の位置と、メイン基板３０が組み込まれる製品の筐体上の開口部の位置とが一致するように設計されている。

また、凸部２９ｃと凹部３０ｂとの嵌合部を２箇所以上とすることで、ソケット部品２９のメイン基板３０に対する組み立て精度、特に図６７に示すΘ方向の組み立て精度を向上することができる。ソケット部品２９に嵌合される撮像装置の位置は、上述した凸部２９ｃと凹部３０ｂとの嵌合部により決められる。このため、ソケット部品２９の組み立て精度が向上すれば、撮像装置のメイン基板３０に対する組み立て精度も向上させることができる。

図６７に示すΘは、例えば携帯電話等のような表示部を有する形態端末機器において重要である。つまり、撮像装置のΘと、表示デバイスのΘとが、ある基準に対してずれた場合、撮像した画像が、表示デバイス上では、そのずれたΘ角分だけ傾いて表示されることになる。本実施形態の構造によれば、Θ角の調整をすることなく撮像装置の組み立てを容易に行うことができ、撮像性能および表示性能の優れた形態端末機器を実現することができる。

実施の形態２２．
次に図６８および図６９を参照して、本発明の実施の形態２２について説明する。図６８は本実施形態の撮像装置を側面視で表した図を示す。また、図６９（Ａ）はソケット部品２９の正面図および側面図を示し、図６９（Ｂ）はソケット部品２９を側面から表した透視イメージ図である。本実施形態の撮像装置は、上述した実施の形態２０のソケット部品２９の内面部に所定の傾斜を持たせることにより実現されている。このようなソケット部品２９に基板２８が嵌合されると、撮像素子２の撮像方向に、ソケット部品２９の底面に対して所定の傾斜角を与えることができる。

ソケット部品２９の底面に対する傾きとは、図６７でいうところのメイン基板３０に対する傾きである。従って、本実施形態の構造によれば、メイン基板への撮像装置の組み付けを容易にするという効果と併せて、上述した実施の形態１７の場合と同様に、撮像装置を有する携帯端末機器の撮像操作性を改善し得るという効果を得ることができる。

本発明の実施の形態1の撮像装置の断面イメージ図である。本発明の実施の形態1の撮像装置の構成を示す斜視イメージ図である。本発明の実施の形態1の撮像装置の構成を示す斜視イメージ図である。本発明の実施の形態1の撮像装置の構成を示す斜視イメージ図である本発明の実施の形態２の撮像装置の断面イメージ図である。本発明の実施の形態２の撮像装置の光学素子のイメージ図である。本発明の実施の形態２の撮像装置の別の光学素子の例のイメージ図である。本発明の実施の形態２の別の撮像装置の例の断面イメージ図である。本発明の実施の形態３の撮像装置の断面イメージ図である。本発明の実施の形態４の撮像装置の断面イメージ図である。本発明の実施の形態４の撮像装置の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形態５の撮像装置の断面イメージ図である。本発明の実施の形態５の別の撮像装置の例の断面イメージ図である。本発明の実施の形態６の撮像装置の断面イメージ図である。本発明の実施の形態６の撮像装置の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形態６の撮像装置の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形態６の撮像装置の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形態６の撮像装置の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形態６の撮像装置の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形態６の別の撮像装置の例の断面イメージ図である。本発明の実施の形態６の撮像装置の応用例の断面イメージ図である。本発明の実施の形７の撮像装置の断面イメージ図である。本発明の実施の形８の撮像装置のイメージ図である。本発明の実施の形態８の撮像装置の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形９の撮像装置のイメージ図である。本発明の実施の形態９の撮像装置の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形態９の撮像装置の光学素子を示すイメージ図である。本発明の実施の形態９の撮像装置の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形態１０の撮像装置のイメージ図である。本発明の実施の形態１０の撮像装置の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形態１０の撮像装置の作用を示すイメージ図である。本発明の実施の形態１１の撮像装置のイメージ図である。本発明の実施の形態１１の別の撮像装置の例のイメージ図である。本発明の実施の形態１２の撮像装置のイメージ図である。本発明の実施の形態１２の撮像装置の作用を示すイメージ図である。本発明の実施の形態１３の撮像装置のイメージ図である。本発明の実施の形態１３の撮像装置の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形態１３の撮像装置の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形態１４の撮像装置のイメージ図である。本発明の実施の形態１４の撮像装置の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形態１４の撮像装置のフィルム状基板の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形態１５の撮像装置のイメージ図である。本発明の実施の形態１５の撮像装置の光学素子のイメージ図である。本発明の実施の形態１５の撮像装置の光学素子の構造イメージ図である。本発明の実施の形態１５の撮像装置の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形態１５の撮像装置の構成を示す詳細イメージ図である。本発明の実施の形態１６の撮像装置のイメージ図である。本発明の実施の形態１６の撮像装置の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形態１６の撮像装置の構成を示すイメージ図及び断面イメージ図である。本発明の実施の形態１６の撮像装置の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形態１７の撮像装置のイメージ図である。本発明の実施の形態１７の撮像装置の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形態１７の撮像装置の作用を示すイメージ図である。本発明の実施の形態１７の撮像装置の作用を示すイメージ図である。本発明の実施の形態１７の撮像装置の作用を示すイメージ図である。本発明の実施の形態１８の撮像装置のイメージ図である。本発明の実施の形態１８の撮像装置の別の例のイメージ図である。本発明の実施の形態１８の撮像装置の別の例のイメージ図である。本発明の実施の形態１８の撮像装置の別の例のイメージ図である。本発明の実施の形態１８の撮像装置の別の例のイメージ図である。本発明の実施の形態１９の撮像装置のプリモールドパッケージを示すイメージ図である。本発明の実施の形態１９の撮像装置の構成を示すイメージ図である。本発明の実施の形態１９の撮像装置およびその作用を示すイメージ図である。本発明の実施の形態２０の撮像装置の構成を示す展斜視イメージ図である。本発明の実施の形態２０の撮像装置のソケット部品を示すイメージ図である。本発明の実施の形態２０の撮像装置のソケット部品の別の例を示すイメージ図である。本発明の実施の形態２１の撮像装置のソケット部品およびその作用を示す斜視イメージ図である。本発明の実施の形態２２の撮像装置の断面イメージ図である。本発明の実施の形態２２の撮像装置のソケット部品を示すイメージ図および断面イメージ図である。従来技術の撮像装置の1例を示す断面イメージ図である。別の従来技術の撮像装置の例を示す断面イメージ図である。別の従来技術の撮像装置の例を示す斜視イメージ図である。

符号の説明

１基板、１ａ基板の開口部、１ｂ基板上の回路パターン、２撮像素子、２ａ撮像素子の受光面、２ｂ撮像素子の入出力端子、３光学素子、３ａ結像レンズ部、３ｂ基準面、３ｃ固定用凸部、３ｄ接着面、３ｅ固定用ゲート部、４バンプ電極、５接着剤、６熱可塑性接着剤、７撮像素子用封止樹脂、８異方性導電シート、９光学素子用封止樹脂、１０，１３周辺素子、１１ワイヤー、１２キャビティ、１４フィルム状基板、１４ａフィルム状基板の開口部、１４ｂフィルム状基板のランド部、１４ｃフィルム状基板の回路パターン部、１５、１９封止樹脂、１６携帯端末機器筐体、１６ａ携帯端末機器筐体の開口部、１７，２５携帯端末機器の基板、１８弾性接着剤、２０電波シールド材、２１接着剤、２２リードフレーム、２２ａ、２２ｂ端部のリードフレーム、２３プリモールド、２３ａプリモールドの開口部、２４表示部、２６撮像装置、２７使用者の視点、２８回路基板、２８ａ基板の回路パターン、２９ソケット部品、２９ａソケット部品の回路パターン、２９ｂソケット部品の開口部、２９ｃ位置決め用の凸部、３０メイン基板、３０ａメイン基板の回路パターン、３０ｂ位置決め用の凹部。

Claims

光学情報を受光して撮像データを生成する撮像装置であって、
複数の回路パターン端子部を備える基板と、
前記基板に実装された撮像素子と、
前記基板と嵌合することで、前記複数の回路パターン端子部を介して前記撮像素子と電気的に導通するソケット部品と、
前記ソケット部品が搭載されたメイン基板とを備え、
前記ソケット部品が前記基板と嵌合する部分には、前記メイン基板に対して所定の傾斜角が付与されていることを特徴とする撮像装置。
前記ソケット部品は、半田のリフロー温度に耐え得る耐熱部品であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記ソケット部品と前記メイン基板との組み付け位置を規制する位置合わせ機構を備えることを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
前記位置合わせ機構は、前記ソケット部品と前記メイン基板との組み付け位置を少なくとも２カ所で規制することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。