JP3998234B2

JP3998234B2 - Imaging device

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Publication number: JP3998234B2
Application number: JP2001344863A
Authority: JP
Inventors: 英記土橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2021-11-09
Also published as: JP2003153091A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に関し、特に、結像光学系と撮像素子チップを一体化した撮像モジュールの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、小型化された撮像モジュールとしては、例えば、測距モジュールの例として特開平９−０２７６０６号公報に開示されているように結像レンズと半導体チップが一体化されたものがある。図１９（Ａ）は同公報の撮像モジュールを示す断面図である。図中８１はレンズ部材、８０は半導体チップである。本測距モジュールはＣＯＧ（ｃｈｉｐｏｎｇｌａｓｓ）の構成を有し、ガラス基板８３の下面にセンサチップ８４が取り付けられている。
【０００３】
レンズ部材８１はプラスチック又はガラスで成型され、三角測量の原理で対象物までの距離を測定するために２つの像を結像するレンズ８１Ｌと８１Ｒを備えている。また、センサチップ８４には１次元の受光素子配列よりなる受光素子部８７Ｌと８７Ｒが設けられ、受光素子部８７Ｌにはレンズ８１Ｌを通った物体光が、受光素子部８７Ｒにはレンズ８１Ｒを通った物体光がそれぞれ結像する。
【０００４】
また、ガラス基板８３の上面には図１９（Ｂ）に示すようにパターンの遮光層８５が印刷されて絞りが形成され、一方、ガラス基板８３の下面には遮光兼導電部材８６がセンサチップ８４との接続端子及び外部端子として形成されている。このようなＣＯＧ構造をとることによって、プラスチック等によるセンサーパッケージが不要となり、更に、レンズを一体化することによって鏡筒を必要としないので、製造コストを比較的低く抑えることができる。
【０００５】
また、別の従来例として特開平４−４７７６９号公報に開示されているものを図２０に示している。ＣＣＤ（撮像手段）９６はＣＣＤ基板９７と呼ばれるケースの凹部に取り付けられている。９８は外部の基板と接続するための接続ピンである。ＣＣＤ９８を密封するためにＣＣＤ基板９７の上にウインドガラス９５が固着されている。ウインドガラス９５には光路長を合わせるためのガラスブロック９４が固着され、ガラスブロック９４にはカラーフィルタガラス９３が固着されている。更に、カラーフィルタガラス９３には、光学ローパスフィルタ９１が固着され、この光学ローパスフィルタ９１は偽信号やモアレの発生を抑えるためにＣＣＤのセンサアレイのピッチに相当する周波数成分を除去するためのものである。このように構成された撮像装置９００の光軸上に撮影レンズ９２が配置されている。
【０００６】
更に、撮像素子内の構造として従来良く用いられるものを図２１に示す。同図は撮像素子の画素の断面図である。シリコンウェハ上に光電変換部６４が形成され、その上に配線部６３が形成され（本図の例では２層の配線層がある）、更にその上からカラーフィルタ７１が形成されている。その上にマイクロレンズ６２を形成することによって撮像素子６が構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１９に示す従来の構成では、絞り８５がレンズ８１とは別部材に形成されているため、センサチップ８４にガラス基板８３を貼り付ける際と半導体チップ８０にレンズ８１を貼り付ける際の両方で精密な位置調整が必要となり組み立てにおいて手間がかかっていた。
【０００８】
また、図２０に示す従来の構成では、撮影レンズ９２は撮像装置９００と固着される構成ではなく、図１９の構成例のようにセンサパッケージレスの構成ではないため製造が複雑で製造コストが問題となっていた。更に、撮像装置９００と撮影レンズ９２が精度良く位置決めできないため、例えば、撮影レンズが多眼レンズのような場合には問題となっていた。
【０００９】
一方、図２１に示す撮像素子を用いた場合には、カラーフィルタが撮像素子内に形成されているため、マイクロレンズから光電変換部までの距離が長くなり（深くなる）、マイクロレンズを用いても見かけ上の開口率を上げることが難しかった。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、位置調整が簡単で、容易に作製することが可能な撮像装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のこのような目的は、被写体の画像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子を保護するための保護部材と、前記撮像素子に被写体からの光束を結像するための光学部材とを有する撮像装置において、前記光学部材は入射面側又は出射面側のいずれか一方の面に平面部が形成され、前記平面部に光束を制限するための絞り開口を有する遮光層が前記光学部材に印刷することによって形成され、前記保護部材には特定波長の光線を透過するフィルタが設けられ、前記光学部材と前記保護部材は、有機ポリマよりなるビーズを混入させた紫外線硬化型接着剤で接着することによって所定ギャップを空けて固着され、前記光学部材と前記保護部材を固着した光学素子モジュールと前記撮像素子とは、有機ポリマよりなるビーズを混入させた紫外線硬化型接着剤で接着することによって所定ギャップを空けて固着されており、前記光学素子モジュールと前記撮像素子を前記紫外線硬化型接着剤で固着する際、前記紫外線硬化型接着剤を塗布して前記光学素子モジュールと前記撮像素子との平面方向の位置調整及び光軸周りの回転調整が行われ、前記調整後に前記紫外線硬化型接着剤を完全硬化させることによって前記光学素子モジュールと前記撮像素子が所定ギャップを空けて固着されていることを特徴とする撮像装置によって達成される。
【００１２】
また、本発明の上記目的は、被写体の画像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子を保護するための保護部材と、前記撮像素子に被写体からの光束を結像するための光学部材とを有する撮像装置において、前記光学部材は入射面側又は出射面側のいずれか一方の面に平面部が形成され、前記平面部に光束を制限するための絞り開口を有する遮光層が前記光学部材に印刷することによって形成され、前記保護部材には特定波長の光線を透過するフィルタが設けられ、前記保護部材と前記撮像素子は、有機ポリマよりなるビーズを混入させた紫外線硬化型接着剤で接着することによって所定ギャップを空けて固着され、前記保護部材と前記撮像素子を固着した撮像素子モジュールと前記光学部材とは、有機ポリマよりなるビーズを混入させた紫外線硬化型接着剤で接着することによって所定ギャップを空けて固着されており、前記撮像素子モジュールと前記光学部材を前記紫外線硬化型接着剤で固着する際、前記紫外線硬化型接着剤を塗布して前記撮像素子モジュールと前記光学部材との平面方向の位置調整及び光軸周りの回転調整が行われ、前記調整後に前記紫外線硬化型接着剤を完全硬化させることによって前記撮像素子モジュールと前記光学部材が所定ギャップを空けて固着されていることを特徴とする撮像装置によって達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は本発明の撮像装置の第１の実施形態の構成を示す断面図である。図１において、１は被写体からの光束を予定結像面に対して焦点を結ばせるための光学部材である撮影レンズであり、一方の面にレンズ部が形成され、もう一方の面は平面となっている。この撮影レンズ１の平面部に光束を制限するための絞り開口を有する遮光部材２が形成されている。３は撮像素子６の表面を保護するための透明の保護部材であり、保護部材３の下面に被写体からの光線を波長分離するためのカラーフィルタ７が設けられている。撮像素子６は複数の光電変換素子が２次元に配列され、被写体の画像を撮像する手段である。撮影レンズ１と保護部材３は接着剤４で接着され、保護部材３と撮像素子６は接着剤５で接着されている。
【００１６】
ここで、従来の撮像素子の配列として用いられるベイヤー配列について説明する。図２は従来よく用いられる撮像装置の概略図である。被写体からの像は撮影レンズ群２１によって撮像素子６１上に結像され、その像を撮像素子６１によって撮像することによって画像を得ることができる。撮像素子６１は図３に示すような構造で、６１ｍｎｇは第１のグリーンの画素、６１ｍｎｂはブルーの画素、６１ｍｎｒはレッドの画素、６１ｍｎｇ２は第２のグリーンの画素である。ｍは横方向の画素の配列番号を示し、ｎは縦方向の画素の配列番号を示している。これらが図３に示すように規則正しく配列された構造で、一般的にベイヤー配列と呼ばれている。
【００１７】
このような画素配列ではグリーンの画素はブルー、レッドに比べて２倍の画素数を持つことになる。基本的には３色が同数ずつあればカラーの画像を作り出すことができるが、比較的視感度の高いグリーンの画素を増やすことで画質を向上できるため、このようなベイヤー配列の撮像素子を用いることが多い。本実施形態では、詳しく後述するようにベイヤー配列の撮像素子と等価な画像を得るものである。
【００１８】
次に、本実施形態の撮像装置による撮像原理に関して説明する。撮影レンズ１は図４に示すように平板状の透明部材上に４つのレンズ部１０２ａ〜１０２ｄが形成されている。レンズ１０２ａにのみ着目すると、被写体からの光束はレンズ部１０２ａを通って保護部材３へと進む。保護部材３は図５に示すようにＲＧＢ３色のカラーフィルタを備えている。７ｇは第１のグリーン、７ｂはブルー、７ｒはレッド、７ｇ２は第２のグリーンの領域で、レンズ部１０２ａからの光束は６０ｇの領域（図６参照）を通過する。
【００１９】
保護部材３を通過した光束は撮像素子６上に投影される。撮像素子６は図６に示すように６０ｇ，６０ｂ，６０ｒ，６０ｇ２という４つの撮像領域から構成されており、レンズ部１０２ａからの光束は６０ｇの領域上に結像される。同様にレンズ部１０２ｂからの光束はカラーフィルタ７ｂを通って６０ｂに、レンズ部１０２ｃからの光束はカラーフィルタ７ｒを通って６０ｒに、レンズ部１０２ｄからの光束はカラーフィルタ７ｇ２を通って６０ｇ２にそれぞれ結像する。
【００２０】
このようにして形成された４つの画像を合成して１枚のカラー画像にする訳である。この時、４つのレンズ部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄの形状を微妙に異ならせることによって、４つの画像はそれぞれ半画素ずつずらしたような画像となる。図７は各色の画素を部分的に抜き出して重ねた時の状態を示す図である。分かり易くするために画素の大きさを異ならせて表現してあるが、実際はほぼ同一の大きさ・形状である。
【００２１】
第１のグリーンの画素である６０１３ｇを中心に考えると、ブルーの画素６０１２ｂは右側に０．５画素分ずれており、レッドの画素６０１２ｒは下側に０．５画素分ずれており、第２のグリーンの画素６０１２ｇ２は右側および下側にそれぞれ０．５画素ずつずれている。即ち、第１のグリーンの画素６０１２ｇと６０１３ｇの間にレッドの画素６０１２ｒが挿入され、第１のグリーンの画素６０１３ｇと６０２３ｇの間にブルーの６０１２ｂが挿入され、更に第１のグリーンの画素６０１２ｇ，６０２２ｇ，６０１３ｇ，６０２３ｇの接点部に第２のグリーンの画素６０１２ｇ２が挿入され、あたかも図８に示すような画素配列となっている。即ち、これは、図３に示すようなベイヤー配列の撮像素子と等価の画像が得られる。
【００２２】
次に、図１に示す撮像装置の各部の構成について説明する。撮影レンズ１及び保護部材３は透明ガラスや透明樹脂で構成されている。撮影レンズ１がガラス製の場合はガラスモールディング製法、樹脂の場合にはインジェクション成形、コンプレッション成形等を用いて作製することができる。また、撮影レンズ１は平面ガラス基板上にレプリカ製法で樹脂製のレンズ部を付加する構造であっても良い。
【００２３】
撮像レンズ１には図９に示すように絞り開口部２ａ〜２ｄを有する遮光部材２が配されている。これは撮影レンズ１の平面部に設けられており、遮光性のある塗料をオフセット印刷等によって印刷する、あるいは蒸着やメッキによって遮光性のある薄膜を形成するといった手法を用いて撮影レンズ１上に形成されている。
【００２４】
撮影レンズ１と保護部材３及び保護部材３と撮像素子６とは熱紫外線硬化型の樹脂で接着されている。熱紫外線硬化型のエポキシ樹脂は加熱でも紫外線の照射でも硬化する。エポキシ樹脂は硬化が緩やかで硬化収縮のムラがなく、応力緩和されることから、この用途に好適に用いることができる。なお、エポキシ樹脂には加熱によって硬化するタイプもあるが、ここで熱紫外線硬化型を選択している理由は、熱硬化型のエポキシ樹脂を硬化させるに充分な加熱は保護部材３に形成されたカラーフィルタ７、撮影レンズ１の樹脂部（前述のような方法によって成形された樹脂が存在する場合）、マイクロレンズ６２、遮光部材２の印刷用塗料等を劣化させる恐れがあるためである。
【００２５】
撮影レンズ１と保護部材３、保護部材３と撮像素子６を接着する方法としては、次のような２つの方法を用いることができる。第１の方法として図１０に示すように、まず、撮像素子６上に保護部材３を乗せ、接着剤５のエポキシ樹脂を塗布して紫外線照射で半硬化させた後、プレス及び若干の加熱処理をして完全硬化し撮像素子モジュール３０１を作製する。次いで、撮像素子モジュール３０１に接着剤４を塗布し、その上から撮影レンズ１を乗せて各々の光軸を合わせるために位置調整を行う。
【００２６】
位置調整は光軸方向（第一の軸方向）及び光軸に対して垂直な面上であって互いに直交する２軸（第二、第三の軸方向）の３軸の方向に対するずれ、及び第一、第二、第三軸回りの回転方向のずれの合計６軸に対して行う。すべての軸に対しての調整終了後、接着剤４を硬化させる。
【００２７】
次に、第２の方法として図１１に示すように、まず、保護部材３上に接着剤４を塗布し、その上に撮影レンズ１を乗せて接着剤４を硬化させることによって光学素子モジュール１０１を作製する。次いで、撮像素子６に接着剤５を塗布し、その上から光学素子モジュール１０１を乗せて６軸の位置調整を行い接着剤５を硬化させる。第１及び第２の方法のいずれの方法においても撮影レンズ１と撮像素子６の位置調整を２ケ所ある接着部のいずれかで行うことで高精度に位置決めを行うことができる。
【００２８】
次に、カラーフィルタに関して説明する。まず、図２１に示す従来の撮像素子について説明する。撮像素子６はシリコンウエハ上に光電変換部６４と配線部６３を形成した後、カラーフィルタ７１が形成されている。ＲＧＢ３色のカラーフィルタを作る場合は所定の分光特性に染色された感光性樹脂を用いてフォトレジスト法と呼ばれる手法により形成することができる。この手法では、まず、レッドに染色された感光性樹脂を薄く均一に塗布し、その上からレッドのフィルタが不要な部分をマスクして光線を照射する。すると、光線の当たったところは硬化してマスクされた部分は硬化しない。硬化しなかった部分を洗浄により取り除くことにより所定の位置にレッドのフィルタを形成することができる。
【００２９】
次に、レッドの感光性樹脂が取り除かれた部分に透明樹脂を塗布して埋める。これは平坦化と呼ばれる工程である。同様にしてレッドの上にグリーン、グリーンの上にブルーのフィルタを形成する。このような方法によって形成されたカラーフィルタ７１の上にフォトレジスト法によりマイクロレンズ６２を形成する。こうした構成を持つ撮像素子６はマイクロレンズ６２と光電変換部６４の間にカラーフィルタ７１が存在するため光電変換部６４はマイクロレンズ６２から非常に深い所に位置するようになる。この場合の光電変換部６４に入射する最外光束は破線で示すものとなる。
【００３０】
図１２は本実施形態で用いる撮像素子６の画素の断面図を示す。図２１と同一部分は同一符号を付している。本実施形態では、図２１と異なりカラーフィルタは撮像素子内部に形成されておらず、保護部材３上に形成されているため、マイクロレンズ６２の下には存在しない。この場合の光電変換部６４に入射する最外光束は実線で示すものとなる。図２１と比較すると、マイクロレンズ６２が集光する面積は実線部の方が大きくなるため、光電変換部６４に到達する光量はカラーフィルタが無いものの方が多くなる。即ち、撮像素子の感度を見かけ上高くすることが可能である。こうしたことから保護部材３上にカラーフィルタ７を配置する構成を採っている。
【００３１】
（第２の実施形態）
図１３は本発明の撮像装置の第２の実施形態を示す断面図である。図１と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。図１４において、８は撮影レンズ１と保護部材３を適当な間隔にするためのスペーサである。第１の実施形態で述べたように撮影レンズ１はガラスや透明樹脂で構成されており、ガラス製の場合はガラスモールディング製法、樹脂の場合にはインジェクション成形、コンプレッション成形、平面ガラス基板上にレプリカ製法で樹脂製のレンズ部を付加する方法等で作製されている。このようにして作製された撮影レンズ１の平面部側に絞り開口部を有する遮光部材２が印刷等により設けられている。
【００３２】
カラーフィルタ７は湿度により劣化（退色）する恐れがあるため、通常は撮像素子６側に設けられ、保護部材３の材質を水分を通さないガラスとし、更に撮像素子６と保護部材３の固定部全体に接着剤５を塗布するようにして完全に密封する構造を採っている。但し、撮影レンズ１がガラスモールディングもしくはレプリカ法等によってガラスで構成され、且つ、撮影レンズ１と保護部材３が完全に密封されるような構成をとるときは、カラーフィルタ７は撮影レンズ１側に配してもよい。接着剤５はカラーフィルタ７、撮影レンズ１の樹脂部（前述のような方法によって成形された樹脂が存在する場合）、マイクロレンズ６２、遮光部材２の印刷用塗料等を劣化ないように保護部材３と撮像素子６とは熱紫外線硬化型の接着剤を用いている。
【００３３】
スペーサ８は樹脂や金属等で作製されており、保護部材３に固定されている。固定方法としては接着が一般的に用いられる方法であるが、樹脂であるときは超音波やレーザを使った溶着といった方法を採ってもよい。固定されたスペーサ８の上面に熱紫外線硬化型の接着剤４を塗布し、その上に撮影レンズ１を乗せて位置調整する。調整が完了すると紫外線（ＵＶ光）を照射して接着剤４を硬化させることによって撮像装置が完成する。
【００３４】
また、スペーサ８を構成する方法としては図１４に示すような方法を用いてもよい。即ち、撮影レンズ１のレンズ部が例えばレプリカ法等、型成形により作製された場合、レンズ部２０２の外周に張り出し部２０１を同時に作り込んでおく。これにより、図１３に示すスペーサ８と同様の効果をもつスペーサ部を作製することができる。また、撮像素子６の固定された保護部材３の上面に接着剤４を塗布し、その上から撮影レンズ１を乗せて位置調整を行い、その後、紫外線を照射して硬化させることによって撮像装置が完成する。
【００３５】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図１５〜図１７は本発明の第３の実施形態を示す断面図であり、いずれもビーズを用いて保護部材３と撮像素子６間あるいは保護部材３と撮像レンズ１間に所定のギャップを形成するものである。なお、図１５〜図１７では図１と同一部分は同一符号を付している。４１及び５１は所定のギャップを形成するためのビーズである。ビーズの材質は有機ポリマや石英を選択し得るが、石英ビーズの場合には、ギャップ出しのためのプレス工程で半導体ウエハに形成した保護膜や電極、あるいはスイッチング素子を破壊する可能性がある。一方、有機ポリマであればプレス工程の加圧条件が広く取れることとなってより望ましい。これらの図を用いて第３の実施形態について説明する。
【００３６】
まず、図１５に示す実施形態は保護部材３と撮像素子６間にビーズ５１を設けている。これは、図１１に示すような組み立てを行う場合に特に有効な方法である。具体的には、まず、保護部材３上に接着剤４を塗布し、その上に撮影レンズ１を乗せて接着剤５を硬化させることによって光学素子モジュール１０１を作製する。この時、撮影レンズ１のレンズ頂点と保護部材３の底面との間隔及び傾きを調整し十分な精度にしておく。そして、撮像素子６にビーズ５１を混入させた接着剤５を塗布し、その上から光学素子モジュール１０１を乗せてビーズ５１の間隔になるようにプレスして紫外線照射及び加熱により接着剤５を硬化させる。ビーズ５１は形状が高精度に管理されているため光学素子モジュール１０１は撮像素子６に精度良く固定することができる。
【００３７】
次に、図１６に示す実施形態について説明する。図１６では撮影レンズ１と保護部材３間にビーズ４１が設けられている。これは、図１０に示すような組み立てを行う場合に特に有効な方法である。即ち、図１０の方法で組み立てる場合、まず、撮像素子６上に保護部材３を乗せ、接着剤５のエポキシ樹脂を塗布して紫外線照射により硬化させ撮像素子モジュール３０１を作製する。この時、保護部材３の上面と撮像素子６の間隔及び傾きを調整し十分な精度にしておく。次いで、撮像素子モジュール３０１にビーズ４１を混入させた接着剤４を塗布し、その上から撮像レンズ１を乗せてビーズ４１の間隔になるようにプレスして紫外線照射及び加熱により接着剤４を硬化させる。これにより、撮影レンズ１が高精度に形成されていれば、簡単に撮影レンズ１を撮像素子モジュール３０１に固定することができる。
【００３８】
次に、図１７は撮影レンズ１と保護部材３間にビーズ４１、保護部材３と撮像素子６間にビーズ５１を設けた例である。図１７では図１と同一部分は同一符号を付している。これは、撮影レンズ１、保護部材３と撮像素子６がそれぞれ高精度に作製できたときに有効な方法である。ビーズ４１及びビーズ５１を混入させた接着剤４及び接着剤５を用意しておく。そして、図１８に示すように撮影レンズ１にまずビーズ４１の混入していない接着剤４を光線の有効領域を含むその周囲に塗布して紫外線照射で半硬化させておく。次いで、ビーズ４１を混入させた接着剤をその周辺に塗布する。これを保護部材３に乗せてビーズ４１の間隔になるようにプレスして加熱し完全硬化させる。
【００３９】
次いで、この方法により作製された光学素子モジュール１０１の底面の周囲もしくは撮像素子６の上面周囲にビーズ５１を混入させた接着剤５を塗布し、撮像素子６に乗せてビーズ５１の間隔となるようにプレスして紫外線照射及び加熱によって完全硬化させる。この時、光学素子モジュール１０１と撮像素子６の平面方向の位置調整及び光軸回りの回転調整を行う。以上のようにすることで、第１の実施形態で説明したように６軸調整が必要であったものが、第一の軸方向のずれ及び第二、第三の軸回りの回転方向のずれが調整不要となり、調整軸が３軸で済むため組立を非常に簡単に行うことができる。
【００４０】
また、組み立て手順としては図１０に示すようにビーズ５１を混入させて接着剤５を用いて保護部材３と撮像素子６を固定して撮像素子モジュール３０１を作製してから、ビーズ４１を混入させた接着剤４を用いて撮像素子モジュール３０１と撮影レンズ１を固定するという方法を採ってもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、次の効果がある。
（１）撮影レンズの平面部に光束を制限するための絞り開口を有する遮光層を形成することにより、撮影レンズと絞り開口の位置調整が不要となり、製造工程を簡単化できる。
（２）撮影レンズと撮像素子の位置調整を撮影レンズと保護部材あるいは保護部材と撮像素子の接着部のいずれかで行えばよいため調整作業を簡単化できる。
（３）保護部材にフィルタを形成することにより撮像素子の構成を簡単化でき、撮像素子の製造を簡単に行うことができる。
（４）撮影レンズに絞り開口を有する遮光層、保護部材にフィルタを形成することにより、各部材に対する加工が少なくなるため各部材を精度良く作製できると共に、歩留まりを向上できるためコストを低減できる。
（５）撮影レンズと保護部材をスペーサを介して所定ギャップを空けて固定することにより、撮影レンズと撮像素子間に空気層を形成できるため撮影レンズで埋める場合に比べて間隔を短くできる。
（６）撮影レンズと保護部材又は保護部材と撮像素子をビーズを介して所定ギャップを空けて固着することにより、部材間のギャップを高精度に管理できると共に、６軸の調整が３軸の調整で済むため、組立作業を非常に簡単に行うことができる。
（７）各部材間を接着剤を用いて固着することにより、各部材の構成を精度良く保つことができると共に、内部を密閉でき、フィルタ等の劣化を防止できる。
（８）遮光層を撮影レンズに印刷によって形成することにより、遮光層を精度良く簡単に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像装置の第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】従来例の撮像系を示す概略図である。
【図３】従来例の撮像素子の構造を示す図である。
【図４】図１の撮像レンズを示す斜視図である。
【図５】図１の保護部材上のカラーフィルタを示す図である。
【図６】図１の撮像素子の撮像領域を示す図である。
【図７】図１の実施形態の画像合成時の画素配置を示す図である。
【図８】図１の実施形態の画像合成時の見かけの画素配置を示す図である。
【図９】図１の遮光部材を示す図である。
【図１０】図１の実施形態の組み立て手順を示す図である。
【図１１】図１の実施形態の他の組み立て手順を示す図である。
【図１２】図１の撮像素子の画素の断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態を示す断面図である。
【図１４】図１３の変形例を示す断面図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態を示す図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態を示す図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態を示す図である。
【図１８】図１７の接着剤の塗布方法を説明する図である。
【図１９】従来例の撮像装置を示す図である。
【図２０】他の従来例の撮像装置を示す図である。
【図２１】従来例の撮像素子を示す断面図である。
【符号の説明】
１撮影レンズ（光学部材）
１０１ａ〜１０１ｄレンズ部
２遮光部材
２ａ〜２ｄ絞り開口
３保護部材
４，５接着剤
６撮像素子
７カラーフィルタ
８スペーサ
４１，５１ビーズ
６２マイクロレンズ
６３配線部
６４光電変換部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly, to an imaging module structure in which an imaging optical system and an imaging element chip are integrated.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a miniaturized imaging module, for example, there is a module in which an imaging lens and a semiconductor chip are integrated as disclosed in JP-A-9-027606 as an example of a ranging module. FIG. 19A is a cross-sectional view showing the imaging module of the publication. In the figure, 81 is a lens member, and 80 is a semiconductor chip. The distance measuring module has a COG (chip on glass) configuration, and a sensor chip 84 is attached to the lower surface of the glass substrate 83.
[0003]
The lens member 81 is formed of plastic or glass, and includes lenses 81L and 81R that form two images in order to measure the distance to the object based on the principle of triangulation. The sensor chip 84 is provided with light receiving element portions 87L and 87R having a one-dimensional light receiving element array. The light receiving element portion 87L has object light passing through the lens 81L, and the light receiving element portion 87R passes through the lens 81R. Each object light forms an image.
[0004]
Further, as shown in FIG. 19B, a light shielding layer 85 having a pattern is printed on the upper surface of the glass substrate 83 to form a diaphragm. On the other hand, a light shielding and conductive member 86 is disposed on the lower surface of the glass substrate 83. Are formed as connection terminals and external terminals. By adopting such a COG structure, a sensor package made of plastic or the like becomes unnecessary, and further, since a lens barrel is not required by integrating the lens, the manufacturing cost can be kept relatively low.
[0005]
FIG. 20 shows another conventional example disclosed in JP-A-4-47769. A CCD (imaging means) 96 is attached to a concave portion of a case called a CCD substrate 97. Reference numeral 98 denotes a connection pin for connecting to an external substrate. A window glass 95 is fixed on the CCD substrate 97 to seal the CCD 98. A glass block 94 for adjusting the optical path length is fixed to the window glass 95, and a color filter glass 93 is fixed to the glass block 94. Further, an optical low-pass filter 91 is fixed to the color filter glass 93, and this optical low-pass filter 91 is for removing a frequency component corresponding to the pitch of the CCD sensor array in order to suppress generation of false signals and moire. It is. An imaging lens 92 is disposed on the optical axis of the imaging apparatus 900 configured as described above.
[0006]
Further, FIG. 21 shows a structure that is frequently used in the past as a structure in the image sensor. This figure is a cross-sectional view of a pixel of the image sensor. A photoelectric conversion portion 64 is formed on a silicon wafer, a wiring portion 63 is formed thereon (in the example of this figure, there are two wiring layers), and a color filter 71 is further formed thereon. The imaging element 6 is configured by forming a microlens 62 thereon.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional configuration shown in FIG. 19, the diaphragm 85 is formed as a separate member from the lens 81. Therefore, when the glass substrate 83 is attached to the sensor chip 84 and when the lens 81 is attached to the semiconductor chip 80. Both required precise position adjustment, and it took time to assemble.
[0008]
In the conventional configuration shown in FIG. 20, the photographic lens 92 is not a configuration that is fixed to the imaging device 900, and is not a sensor packageless configuration as in the configuration example of FIG. It was. Furthermore, since the imaging device 900 and the photographing lens 92 cannot be positioned with high accuracy, for example, a problem arises when the photographing lens is a multi-lens lens.
[0009]
On the other hand, when the image sensor shown in FIG. 21 is used, since the color filter is formed in the image sensor, the distance from the microlens to the photoelectric conversion unit becomes longer (deeper), and the microlens is used. It was also difficult to increase the apparent aperture ratio.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus that can be easily manufactured with simple position adjustment.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Such an object of the present invention is to Image sensor for capturing an image of a subject And the imaging element A protective member for protecting the Image sensor And an optical member for imaging a light beam from the subject, the optical member is disposed on either the incident surface side or the exit surface side. A plane part is formed, and the plane part is A light shielding layer having a diaphragm aperture for limiting the luminous flux By printing on the optical member Formed, the protective member is provided with a filter that transmits light of a specific wavelength, The optical member and the protective member are fixed to each other with a predetermined gap by adhering with an ultraviolet curable adhesive mixed with beads made of an organic polymer, and the optical element module and the optical element module to which the protective member is fixed The imaging element is fixed with a predetermined gap by bonding with an ultraviolet curable adhesive mixed with beads made of an organic polymer, and the optical element module and the imaging element are fixed to the ultraviolet curable adhesive. When fixing, the ultraviolet curable adhesive is applied to adjust the position of the optical element module and the imaging element in the plane direction and the rotation around the optical axis, and after the adjustment, the ultraviolet curable adhesive By completely curing, the optical element module and the image sensor are fixed with a predetermined gap. This is achieved by an imaging apparatus characterized by the above.
[0012]
Also, the above object of the present invention is to An image sensor for capturing an image of a subject The above Image sensor Protective member for protecting ,in front Imaging element An optical member for imaging a light beam from a subject, and the optical member has a plane portion formed on one of the incident surface side and the exit surface side, and the light beam is emitted to the plane portion. A light shielding layer having a diaphragm aperture for limiting By printing on the optical member Formed, the protective member is provided with a filter that transmits light of a specific wavelength, The protective member and the imaging device are fixed with a predetermined gap by adhering with an ultraviolet curable adhesive mixed with beads made of an organic polymer, and an imaging device module in which the protective member and the imaging device are fixed. The optical member is fixed with a predetermined gap by bonding with an ultraviolet curable adhesive mixed with beads made of an organic polymer, and the imaging element module and the optical member are bonded to the ultraviolet curable adhesive. When fixing, the ultraviolet curable adhesive is applied to adjust the position of the imaging element module and the optical member in the planar direction and the rotation around the optical axis, and after the adjustment, the ultraviolet curable adhesive The image sensor module and the optical member are fixed with a predetermined gap by completely curing This is achieved by an imaging apparatus characterized by the above.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a first embodiment of an imaging apparatus of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a photographing lens which is an optical member for focusing a light beam from a subject with respect to a predetermined imaging surface, a lens portion is formed on one surface, and the other surface is a flat surface. It has become. A light-shielding member 2 having a stop aperture for restricting the light beam is formed on the plane portion of the photographing lens 1. Reference numeral 3 denotes a transparent protective member for protecting the surface of the image sensor 6, and a color filter 7 is provided on the lower surface of the protective member 3 for wavelength separation of light rays from the subject. The image sensor 6 is a means for capturing a subject image in which a plurality of photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged. The photographing lens 1 and the protective member 3 are bonded with an adhesive 4, and the protective member 3 and the imaging element 6 are bonded with an adhesive 5.
[0016]
Here, a Bayer array used as an array of conventional imaging elements will be described. FIG. 2 is a schematic diagram of an image pickup apparatus often used conventionally. An image from the subject is formed on the image sensor 61 by the photographing lens group 21, and an image can be obtained by capturing the image with the image sensor 61. The imaging element 61 has a structure as shown in FIG. 3, where 61 mng is a first green pixel, 61 mnb is a blue pixel, 61 mnn is a red pixel, and 61 mng2 is a second green pixel. m indicates the array number of the pixels in the horizontal direction, and n indicates the array number of the pixels in the vertical direction. These are regularly arranged structures as shown in FIG. 3 and are generally called Bayer arrays.
[0017]
In such a pixel arrangement, green pixels have twice as many pixels as blue and red. Basically, if the same number of the three colors is used, a color image can be created. However, since the image quality can be improved by increasing the number of green pixels having relatively high visibility, an image sensor with such a Bayer array is used. There are many cases. In this embodiment, as will be described in detail later, an image equivalent to an image sensor with a Bayer array is obtained.
[0018]
Next, the imaging principle of the imaging apparatus according to this embodiment will be described. As shown in FIG. 4, the photographic lens 1 has four lens portions 102a to 102d formed on a flat transparent member. Focusing only on the lens 102a, the light beam from the subject travels to the protection member 3 through the lens portion 102a. The protection member 3 includes RGB color filters as shown in FIG. 7g is the first green, 7b is blue, 7r is red, 7g2 is the second green region, and the luminous flux from the lens part 102a passes through the 60g region (see FIG. 6).
[0019]
The light beam that has passed through the protection member 3 is projected onto the image sensor 6. As shown in FIG. 6, the imaging device 6 is composed of four imaging regions 60g, 60b, 60r, and 60g2, and the light flux from the lens unit 102a is imaged on the 60g region. Similarly, the light beam from the lens unit 102b passes through the color filter 7b to 60b, the light beam from the lens unit 102c passes through the color filter 7r to 60r, and the light beam from the lens unit 102d passes through the color filter 7g2 to 60g2. Form an image.
[0020]
The four images formed in this way are combined into a single color image. At this time, by slightly different shapes of the four lens portions 102a, 102b, 102c, and 102d, the four images become images that are shifted by half a pixel. FIG. 7 is a diagram showing a state when pixels of each color are partially extracted and overlapped. In order to make it easy to understand, the pixel size is expressed differently, but in actuality, it has almost the same size and shape.
[0021]
Considering the first green pixel 6013g as a center, the blue pixel 6012b is shifted by 0.5 pixels on the right side, the red pixel 6012r is shifted by 0.5 pixels on the lower side, The green pixel 6012g2 is shifted by 0.5 pixels on the right side and the lower side. That is, a red pixel 6012r is inserted between the first green pixels 6012g and 6013g, a blue 6012b is inserted between the first green pixels 6013g and 6023g, and the first green pixels 6012g, A second green pixel 6012g2 is inserted into the contact portions 6022g, 6013g, and 6023g, and the pixel arrangement is as shown in FIG. That is, an image equivalent to an image sensor with a Bayer array as shown in FIG. 3 is obtained.
[0022]
Next, the configuration of each part of the imaging apparatus shown in FIG. 1 will be described. The taking lens 1 and the protection member 3 are made of transparent glass or transparent resin. When the photographing lens 1 is made of glass, it can be produced by a glass molding method, and when it is a resin, it can be produced by injection molding, compression molding or the like. The photographing lens 1 may have a structure in which a resin lens portion is added on a flat glass substrate by a replica manufacturing method.
[0023]
As shown in FIG. 9, the imaging lens 1 is provided with a light shielding member 2 having aperture openings 2 a to 2 d. This is provided on the plane portion of the photographic lens 1 and is formed on the photographic lens 1 using a technique such as printing a light-shielding paint by offset printing or forming a light-shielding thin film by vapor deposition or plating. Is formed.
[0024]
The photographing lens 1 and the protective member 3 and the protective member 3 and the image pickup device 6 are bonded with a thermo-ultraviolet curable resin. The thermal ultraviolet curable epoxy resin is cured by heating or ultraviolet irradiation. Epoxy resins can be suitably used for this purpose because they cure slowly, have no unevenness in shrinkage, and relieve stress. There are types of epoxy resins that are cured by heating, but the reason why the thermal ultraviolet curing type is selected here is that sufficient heating to cure the thermosetting epoxy resin is formed on the protective member 3. This is because the color filter 7, the resin portion of the photographic lens 1 (when the resin molded by the above-described method is present), the microlens 62, the printing paint for the light shielding member 2, etc. may be deteriorated.
[0025]
The following two methods can be used as a method of adhering the photographing lens 1 and the protective member 3 and the protective member 3 and the image sensor 6. As a first method, as shown in FIG. 10, first, the protective member 3 is placed on the image pickup device 6, the epoxy resin of the adhesive 5 is applied and semi-cured by ultraviolet irradiation, and then pressed and slightly heated. Then, the image sensor module 301 is manufactured by completely curing. Next, the adhesive 4 is applied to the imaging element module 301, and the position is adjusted in order to put the photographing lens 1 on the imaging element module 301 and align each optical axis.
[0026]
The position adjustment is performed by shifting the optical axis direction (first axial direction) and the two axes (second and third axial directions) perpendicular to the optical axis and perpendicular to each other with respect to the three axial directions, and This is performed for a total of 6 axes of rotational deviations about the first, second, and third axes. After completion of adjustment for all the shafts, the adhesive 4 is cured.
[0027]
Next, as shown in FIG. 11, as a second method, first, an adhesive 4 is applied on the protective member 3, and the optical lens module 101 is cured by placing the photographing lens 1 thereon and curing the adhesive 4. Is made. Next, the adhesive 5 is applied to the image pickup device 6, and the optical element module 101 is placed on the image pickup device 6 to adjust the position of the six axes, and the adhesive 5 is cured. In any of the first and second methods, the position of the photographing lens 1 and the image sensor 6 can be adjusted at any one of the two bonding portions so that the positioning can be performed with high accuracy.
[0028]
Next, the color filter will be described. First, the conventional image sensor shown in FIG. 21 will be described. In the image pickup device 6, a photoelectric conversion portion 64 and a wiring portion 63 are formed on a silicon wafer, and then a color filter 71 is formed. In the case of making RGB color filters, it can be formed by a method called a photoresist method using a photosensitive resin dyed with predetermined spectral characteristics. In this method, first, a photosensitive resin dyed in red is applied thinly and uniformly, and light is irradiated from above the masked portion where a red filter is unnecessary. As a result, the portion exposed to the light beam is cured and the masked portion is not cured. A red filter can be formed at a predetermined position by removing the uncured portion by washing.
[0029]
Next, a transparent resin is applied and buried in the portion where the red photosensitive resin is removed. This is a process called planarization. Similarly, a green filter is formed on red and a blue filter is formed on green. A microlens 62 is formed on the color filter 71 formed by such a method by a photoresist method. In the imaging device 6 having such a configuration, the color filter 71 exists between the microlens 62 and the photoelectric conversion unit 64, so that the photoelectric conversion unit 64 is positioned very deep from the microlens 62. In this case, the outermost luminous flux incident on the photoelectric conversion unit 64 is indicated by a broken line.
[0030]
FIG. 12 is a cross-sectional view of the pixels of the image sensor 6 used in this embodiment. The same parts as those in FIG. 21 are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, unlike FIG. 21, the color filter is not formed inside the image sensor and is formed on the protection member 3, and therefore does not exist under the microlens 62. In this case, the outermost luminous flux incident on the photoelectric conversion unit 64 is indicated by a solid line. Compared with FIG. 21, since the area where the microlens 62 condenses is larger in the solid line part, the amount of light reaching the photoelectric conversion part 64 is larger without the color filter. That is, the sensitivity of the image sensor can be increased apparently. For this reason, the color filter 7 is arranged on the protection member 3.
[0031]
(Second Embodiment)
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the imaging apparatus of the present invention. The same parts as those in FIG. In FIG. 14, reference numeral 8 denotes a spacer for setting the photographing lens 1 and the protective member 3 at an appropriate interval. As described in the first embodiment, the photographic lens 1 is made of glass or transparent resin, and in the case of glass, a glass molding method, in the case of resin, injection molding, compression molding, replica on a flat glass substrate. It is manufactured by a method of adding a resin lens portion by a manufacturing method. A light shielding member 2 having an aperture opening is provided by printing or the like on the flat surface side of the photographic lens 1 manufactured in this way.
[0032]
Since the color filter 7 may be deteriorated (discolored) due to humidity, it is usually provided on the image sensor 6 side, and the protective member 3 is made of glass that does not allow moisture to pass through. Further, the fixing part between the image sensor 6 and the protective member 3 is used. A structure is adopted in which the adhesive 5 is applied to the entire surface and completely sealed. However, when the photographing lens 1 is made of glass by glass molding or a replica method and the photographing lens 1 and the protection member 3 are completely sealed, the color filter 7 is placed on the photographing lens 1 side. It may be arranged. The adhesive 5 is a protective member so as not to deteriorate the color filter 7, the resin part of the photographing lens 1 (when resin molded by the above-described method is present), the microlens 62, the printing paint of the light shielding member 2, etc. 3 and the image pickup device 6 use a thermal ultraviolet curable adhesive.
[0033]
The spacer 8 is made of resin, metal or the like and is fixed to the protective member 3. As a fixing method, adhesion is generally used, but in the case of a resin, a method such as welding using an ultrasonic wave or a laser may be employed. A hot ultraviolet curable adhesive 4 is applied to the upper surface of the fixed spacer 8, and the photographing lens 1 is placed thereon to adjust the position. When the adjustment is completed, the imaging device is completed by irradiating ultraviolet rays (UV light) to cure the adhesive 4.
[0034]
Further, as a method of forming the spacer 8, a method as shown in FIG. 14 may be used. In other words, when the lens portion of the photographic lens 1 is manufactured by molding such as the replica method, the protruding portion 201 is simultaneously formed on the outer periphery of the lens portion 202. Thereby, the spacer part which has an effect similar to the spacer 8 shown in FIG. 13 is producible. In addition, the adhesive 4 is applied to the upper surface of the protective member 3 to which the imaging element 6 is fixed, the photographing lens 1 is placed on the adhesive 4, the position is adjusted, and then the ultraviolet ray is irradiated to cure the imaging apparatus. Complete.
[0035]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIGS. 15 to 17 are cross-sectional views showing a third embodiment of the present invention. In each case, a predetermined gap is formed between the protective member 3 and the imaging element 6 or between the protective member 3 and the imaging lens 1 using beads. To do. 15 to 17, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Reference numerals 41 and 51 denote beads for forming a predetermined gap. An organic polymer or quartz can be selected as the material of the beads. However, in the case of quartz beads, there is a possibility that the protective film, electrodes, or switching elements formed on the semiconductor wafer in the pressing process for gap formation may be destroyed. On the other hand, if it is an organic polymer, since the pressurization conditions of a press process can be taken widely, it is more desirable. The third embodiment will be described with reference to these drawings.
[0036]
First, in the embodiment shown in FIG. 15, beads 51 are provided between the protection member 3 and the image sensor 6. This is a particularly effective method when assembling as shown in FIG. Specifically, the optical element module 101 is manufactured by first applying the adhesive 4 on the protective member 3, placing the photographing lens 1 thereon and curing the adhesive 5. At this time, the distance and the inclination between the lens apex of the photographing lens 1 and the bottom surface of the protection member 3 are adjusted to obtain sufficient accuracy. Then, the adhesive 5 in which the beads 51 are mixed is applied to the image pickup device 6, and the optical element module 101 is placed on the image pickup device 6 and pressed so as to be spaced from the beads 51, and the adhesive 5 is cured by ultraviolet irradiation and heating. Let Since the shape of the beads 51 is managed with high accuracy, the optical element module 101 can be fixed to the image sensor 6 with high accuracy.
[0037]
Next, the embodiment shown in FIG. 16 will be described. In FIG. 16, beads 41 are provided between the photographing lens 1 and the protection member 3. This is a particularly effective method when assembling as shown in FIG. That is, when assembling by the method of FIG. 10, first, the protective member 3 is placed on the image pickup device 6, the epoxy resin of the adhesive 5 is applied and cured by ultraviolet irradiation, and the image pickup device module 301 is manufactured. At this time, the distance and inclination between the upper surface of the protective member 3 and the image sensor 6 are adjusted so as to have sufficient accuracy. Next, the adhesive 4 in which the beads 41 are mixed is applied to the imaging element module 301, and the imaging lens 1 is placed on the adhesive 4 and pressed so as to be spaced between the beads 41, and the adhesive 4 is cured by ultraviolet irradiation and heating. Let Thereby, if the photographic lens 1 is formed with high accuracy, the photographic lens 1 can be easily fixed to the imaging element module 301.
[0038]
Next, FIG. 17 shows an example in which beads 41 are provided between the photographing lens 1 and the protective member 3, and beads 51 are provided between the protective member 3 and the imaging element 6. In FIG. 17, the same parts as those in FIG. This is an effective method when the photographing lens 1, the protection member 3, and the image sensor 6 can be manufactured with high accuracy. An adhesive 4 and an adhesive 5 in which beads 41 and beads 51 are mixed are prepared. Then, as shown in FIG. 18, the adhesive 4 in which the beads 41 are not mixed is first applied to the periphery of the photographing lens 1 including the effective region of the light beam and is semi-cured by ultraviolet irradiation. Next, an adhesive mixed with the beads 41 is applied to the periphery thereof. This is placed on the protective member 3 and pressed so as to be at the interval between the beads 41 and heated to be completely cured.
[0039]
Next, an adhesive 5 in which beads 51 are mixed is applied around the bottom surface of the optical element module 101 manufactured by this method or around the top surface of the image sensor 6, and placed on the image sensor 6 to place the beads. 51 And then completely cured by irradiation with ultraviolet rays and heating. At this time, the position adjustment of the optical element module 101 and the image pickup element 6 in the planar direction and the rotation adjustment around the optical axis are performed. As described above, as described in the first embodiment, the six-axis adjustment is necessary, but the deviation in the first axial direction and the deviation in the rotational direction around the second and third axes. No adjustment is required, and only three adjustment shafts are required, so that assembly can be performed very easily.
[0040]
As an assembly procedure, as shown in FIG. 10, the beads 51 are mixed and the protective member 3 and the imaging device 6 are fixed using the adhesive 5 to produce the imaging device module 301, and then the beads 41 are mixed. Alternatively, a method of fixing the imaging element module 301 and the photographing lens 1 using the adhesive 4 may be adopted.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
(1) By forming a light-shielding layer having a diaphragm aperture for restricting the light beam on the plane portion of the photographing lens, it is not necessary to adjust the positions of the photographing lens and the diaphragm opening, and the manufacturing process can be simplified.
(2) Since the position adjustment of the photographic lens and the image sensor may be performed by any one of the photographic lens and the protective member or the bonding portion between the protective member and the image sensor, the adjustment work can be simplified.
(3) By forming the filter on the protective member, the configuration of the image sensor can be simplified, and the image sensor can be easily manufactured.
(4) By forming a light-shielding layer having a stop aperture on the photographing lens and a filter on the protective member, the processing on each member is reduced, so that each member can be manufactured with high accuracy and the yield can be improved, thereby reducing the cost.
(5) By fixing the photographic lens and the protective member with a predetermined gap through a spacer, an air layer can be formed between the photographic lens and the image sensor, so that the interval can be shortened as compared with the case where the photographic lens is buried.
(6) By fixing the photographing lens and the protective member or the protective member and the image pickup element with a predetermined gap through beads, the gap between the members can be managed with high accuracy, and the six-axis adjustment is the three-axis adjustment. Therefore, the assembling work can be performed very easily.
(7) By fixing each member using an adhesive, the configuration of each member can be maintained with high accuracy, the inside can be sealed, and deterioration of the filter and the like can be prevented.
(8) By forming the light shielding layer on the photographing lens by printing, the light shielding layer can be easily formed with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of an imaging apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a conventional imaging system.
FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of a conventional image sensor.
4 is a perspective view showing the imaging lens of FIG. 1. FIG.
5 is a view showing a color filter on the protective member of FIG. 1. FIG.
6 is a diagram illustrating an imaging region of the imaging device in FIG. 1. FIG.
7 is a diagram showing a pixel arrangement at the time of image composition in the embodiment of FIG. 1; FIG.
FIG. 8 is a diagram showing an apparent pixel arrangement at the time of image composition in the embodiment of FIG. 1;
9 is a view showing the light shielding member of FIG. 1. FIG.
FIG. 10 is a diagram showing an assembly procedure of the embodiment of FIG. 1;
FIG. 11 is a diagram showing another assembling procedure of the embodiment of FIG. 1;
12 is a cross-sectional view of a pixel of the image sensor in FIG. 1. FIG.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention.
14 is a cross-sectional view showing a modification of FIG.
FIG. 15 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
18 is a diagram illustrating a method for applying the adhesive of FIG.
FIG. 19 is a diagram illustrating a conventional imaging apparatus.
FIG. 20 is a diagram illustrating an imaging apparatus of another conventional example.
FIG. 21 is a cross-sectional view showing a conventional image sensor.
[Explanation of symbols]
1 Shooting lens (optical member)
101a to 101d Lens part
2 Shading member
2a to 2d Aperture aperture
3 Protection members
4,5 Adhesive
6 Image sensor
7 Color filter
8 Spacer
41, 51 beads
62 Microlens
63 Wiring section
64 Photoelectric converter

Claims

In an imaging apparatus having an imaging device for capturing an image of an object, a protective member for protecting the image pickup element, and an optical member for focusing a light beam from an object on the imaging element,
The optical member is formed by printing on the optical member a light-shielding layer having a flat aperture formed on either the incident surface side or the exit surface side, and having a stop aperture for restricting light flux on the flat surface portion. And
The protective member is provided with a filter that transmits light of a specific wavelength,
The optical member and the protective member are fixed with a predetermined gap by adhering with an ultraviolet curable adhesive mixed with beads made of an organic polymer,
The optical element module to which the optical member and the protective member are fixed and the imaging element are fixed with a predetermined gap by bonding with an ultraviolet curable adhesive mixed with beads made of an organic polymer,
When fixing the optical element module and the imaging element with the ultraviolet curable adhesive, the ultraviolet curable adhesive is applied to adjust the position of the optical element module and the imaging element in the planar direction and around the optical axis. An image pickup apparatus , wherein rotation adjustment is performed, and the optical element module and the image pickup element are fixed with a predetermined gap by completely curing the ultraviolet curable adhesive after the adjustment .

In an imaging device having an imaging device that captures an image of a subject, a protection member for protecting the imaging device, and an optical member for forming a light flux from the subject on the imaging device,
The optical member is formed by printing on the optical member a light-shielding layer having a flat aperture formed on either the incident surface side or the exit surface side, and having a stop aperture for restricting light flux on the flat surface portion. And
The protective member is provided with a filter that transmits light of a specific wavelength,
The protective member and the imaging device are fixed with a predetermined gap by adhering with an ultraviolet curable adhesive mixed with beads made of an organic polymer,
The image sensor module and the optical member to which the protective member and the image sensor are fixed are fixed with a predetermined gap by bonding with an ultraviolet curable adhesive mixed with beads made of an organic polymer,
When fixing the imaging element module and the optical member with the ultraviolet curable adhesive, the ultraviolet curable adhesive is applied to adjust the position of the imaging element module and the optical member in the planar direction and around the optical axis. An imaging apparatus , wherein rotation adjustment is performed and the imaging element module and the optical member are fixed with a predetermined gap by completely curing the ultraviolet curable adhesive after the adjustment .