JP6551489B2

JP6551489B2 - 撮像ユニットおよび撮像装置

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Publication number: JP6551489B2
Application number: JP2017206420A
Authority: JP
Inventors: 奥谷　剛; 剛奥谷
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2019-07-31
Anticipated expiration: 2033-04-30
Also published as: JP2018014767A

Description

本発明は、撮像ユニットおよび撮像装置に関する。

従来、ＦＰＣ等の配線部材の側面から撮像領域への反射光を低減するために、配線部材の表面と平行な平面状の遮光部材で配線部材の表面を覆っていた（例えば、特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
特開２００１−３４５３９１号公報

しかしながら、平面状のマスクで遮光しようとすると、配線部材の開口面積を広くとる必要があり、装置の小型化が困難である。

本発明の第１の態様における撮像ユニットは、複数の画素が設けられた撮像領域を有する撮像チップと、撮像チップの撮像領域が設けられた表面において、撮像領域以外の領域と重なり、撮像チップと電気的に接続される配線基板と、基板に対して撮像チップと反対側にある透光部材と、配線基板と透光部材との間に設けられ、透光部材を支持する枠部材と、配線基板の撮像領域側の開口端面と撮像領域とを結ぶ経路中に設けられた遮光部材とを備える。

本発明の第２の態様における撮像装置は、上記撮像ユニットを備える。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

第１の実施形態における撮像ユニットの概要を示す斜視図である。第１の実施形態における撮像ユニットの上面を示す図である。図２におけるＡ−Ａ部分の断面を示す図である。図３におけるＢ部分の拡大図である。第１の実施形態における撮像ユニットの枠部材を示す斜視図である。図５の枠部材をＸ軸について１８０°回転させた枠部材を示す斜視図である。第２の実施形態における撮像ユニットのＢ部分の拡大図である。第３の実施形態における撮像ユニットのＢ部分の拡大図である。第４の実施形態における撮像ユニットのＢ部分の拡大図である。第５の実施形態における撮像ユニットの概要を示す斜視図である。第６の実施形態における撮像ユニットを備える一眼レフカメラの断面図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、第１の実施形態における撮像ユニット１００の概要を示す斜視図である。撮像ユニット１００は、撮像チップ１１０、配線基板１３０、枠部材１５７および透光部材としてのカバーガラス２００を備える。本例では、撮像ユニット１００において、撮像チップ１１０の法線方向をＺ方向とする。また、撮像チップ１１０の長辺方向をＸ方向とし、撮像チップ１１０の短辺方向をＹ方向とする。

光束は、カバーガラス２００から撮像領域１２０に入射する。撮像チップ１１０は、撮像チップ１１０の上面の中央部分において、複数の画素が設けられた撮像領域１２０を備える。撮像チップ１１０上には、撮像領域１２０以外の領域において、バンプ１２２が設けられる。撮像領域１２０から出力されるアナログ信号は、バンプ１２２を通じて配線基板１３０に電気的に接続される。

配線基板１３０は、撮像チップ１１０に接してＺ方向に重ねられる。配線基板１３０は、撮像領域１２０に対応する位置に開口１４０を有する。当該開口１４０は、撮像領域１２０の面積よりも広い開口面積を有する。配線基板１３０は、撮像チップ１１０の撮像領域１２０が設けられた表面において、撮像領域１２０以外の領域と重なる。

配線基板１３０は、撮像チップ１１０と電気的に接続される。本例では、配線基板１３０は、バンプ１２２を介して、撮像チップ１１０と電気的に接続される。撮像チップ１１０から出力された電気信号は、撮像装置内の後段の処理回路へ電気的に伝達される。なお、本例において配線基板１３０はＦＰＣ等の可撓性基板であるが、硬質性基板であってもよい。

枠部材１５７は、配線基板１３０に接してＺ方向に重ねられる。枠部材１５７は、配線基板１３０と後述のカバーガラス２００との間に設けられ、カバーガラス２００を支持する。カバーガラス２００に対向する枠部材１５７の表面には、入射光側溝１６２が設けられる。枠部材１５７は、配線基板１３０からカバーガラス２００までのＺ方向の距離を定める。枠部材１５７は、側面を正視した場合、逆台形の形状を有する。

枠部材１５７には、遮光部材１５１が連結されて設けられる。なお、連結とは、遮光部材１５１と枠部材１５７とをつなぎ合わせることを指す。遮光部材１５１は、配線基板１３０の開口１４０の中に収まる。

カバーガラス２００は、枠部材１５７に接してＺ方向に重ねられる。カバーガラス２００は、配線基板１３０に対して撮像チップ１１０と反対側にある。カバーガラス２００は、枠部材１５７について配線基板１３０とは反対側にある開口１７０の開口面積よりも大きな面積を有する。したがって、カバーガラス２００は、枠部材１５７について配線基板１３０とは反対側にある開口１７０を塞ぐように設けられる。

図２は、第１の実施形態における撮像ユニット１００の上面を示す図である。撮像ユニット１００は、撮像チップ１１０、配線基板１３０、枠部材１５７およびカバーガラス２００の順にＺ方向に重ねられており、撮像チップ１１０は配線基板１３０の下に隠れている。

配線基板１３０は、Ｘ方向に関して正および負の両方向に延びて設けられる。なお、本例において、配線基板１３０のＹ方向の長さは、枠部材１５７のＹ方向の長さよりも長い。なお、配線基板１３０のＹ方向の長さは、枠部材１５７との接着を担保できる長さであればよい。

枠部材１５７は、配線基板１３０に接してＺ方向に重ねられる。また、カバーガラス２００は、枠部材１５７に接してＺ方向に重ねられる。本例において、カバーガラス２００は、枠部材１５７よりも一回り小さい形状である。ただし、カバーガラス２００は、枠部材１５７について配線基板１３０とは反対側にある開口１７０を塞ぐことができる形状であればよい。

図３は、図２におけるＡ−Ａ部分の断面を示す図である。撮像チップ１１０と配線基板１３０との間には、バンプ１２２および接着剤１２４が設けられる。バンプ１２２は、撮像チップ１１０と配線基板１３０とを電気的に接続する。接着剤１２４は、撮像チップ１１０と配線基板１３０との間を固定する。

バンプ１２２は、例えば、Ｚ方向長さが約５０μｍのＡｕバンプである。バンプ１２２は、撮像チップ１１０と配線基板１３０との間に配置された後に、圧着される。圧着後におけるバンプ１２２のＺ方向長さは、例えば、約２０μｍとすることができる。圧着後におけるバンプ１２２のＺ方向長さは、±５μｍ以内で精度良く制御することができる。なお、バンプ１２２は、撮像領域１２０の対向する二辺の近傍に設けられ、撮像領域１２０を一周に渡って囲むようには設けられない。

接着剤１２４は、撮像チップ１１０において、撮像領域１２０の周りに一周に渡って設けられる。例えば、接着剤１２４は、配線基板１３０と撮像チップ１１０との圧着後において、バンプ１２２を囲むように設けられる。なお、配線基板１３０のＺ方向長さは、例えば約１５０μｍから約２００μｍである。

枠部材１５７の一辺の断面は、図３の断面視上において概略平行四辺形の形状である。カバーガラス２００の光束が入射する側における枠部材側面１５８の少なくとも一部は、撮像チップ１１０の表面と撮像領域１２０側において鈍角を形成する。撮像チップ１１０の表面とは、撮像領域１２０が形成される撮像チップ１１０の面を指す。なお、枠部材１５７は、図３の断面視上においては撮像領域１２０を挟んで左右対称に設けられているが、Ｚ方向からの上面視上は撮像領域１２０を一周に渡って囲むように設けられる。

枠部材１５７は、配線基板１３０の開口１４０に対応する位置に開口１８０を有する。配線基板１３０に近い位置にある枠部材１５７の開口１８０は、カバーガラス２００に近い位置にある開口１７０まで、開口面積が徐々に大きくなるように形成される。

枠部材１５７の材料としては、金属が好ましい。特に、カメラの筐体または当該筐体内部のミラーボックスに取り付ける場合には、枠部材１５７の材料は金属であることが好ましい。

なお、枠部材１５７の材料は、撮像チップ１１０と同じ材料であってもよい。すなわち、枠部材１５７および撮像チップ１１０は、シリコンを主成分とする材料であってよい。撮像チップ１１０が単結晶シリコンである場合、枠部材１５７は、単結晶シリコンと同程度の線熱膨張係数（約３×１０^−６Ｋ^−１）を有するガラスまたはセラミックとしてもよい。枠部材１５７および撮像チップ１１０が同じ材料である場合、枠部材１５７および撮像チップ１１０は同じ線熱膨張係数を有する。したがって、配線基板１３０は同じ線熱膨張係数の材料によって挟まれるので、枠部材１５７と撮像チップ１１０との線熱膨張係数差に起因する応力が配線基板１３０にかかることを低減することができる。

なお、枠部材１５７の材料は、樹脂であってもよい。樹脂を用いた場合には、枠部材１５７をモールド形成することができるので、枠部材１５７の作成が容易になる。

枠部材１５７の撮像領域１２０側の枠部材側面１５８には、反射防止を目的として、遮光線処理、黒塗装またはシボ処理が施される。なお、枠部材側面１５８を階段形状に加工することにより、反射光が撮像領域１２０に向かうことを防いでもよい。

枠部材１５７のＺ方向長さは、例えば、約１，２００μｍから約１，３００μｍである。枠部材１５７を用いることにより、厚み３０μｍ程度の平面の遮光部材マスクに比べてＺ方向長さを稼ぐことができる。

枠部材１５７を用いて、Ｚ方向長さを稼ぐことにより、カバーガラス２００に付着したゴミが画像に鮮明に写り込むことを防ぐことができる。加えて、カバーガラス２００の表面にキズ等があったとしても、キズ等が画像に鮮明に写り込むことを防ぐこともできる。

圧着後のバンプ１２２、配線基板１３０、および枠部材１５７の各Ｚ方向長さの和により、撮像チップ１１０とカバーガラス２００との距離が規定される。本例では、圧着後のＺ方向長さが約２０μｍであるバンプ１２２、Ｚ方向長さが約２００μｍの可撓性基板、およびＺ方向長さが約１，３００μｍである配線基板１３０を用いることにより、撮像チップ１１０とカバーガラス２００との距離を約１，５２０μｍとする。

上記構成により、撮像チップ１１０とカバーガラス２００との距離を長くすることができる。加えて、撮像チップとカバーガラスとの間の距離を、撮像領域１２０の一周に渡って安定に保つことができる。

遮光部材１５１は、配線基板１３０の撮像領域１２０側の開口端面１３２と撮像領域１２０とを結ぶ経路中に設けられる。なお、開口端面１３２と撮像領域１２０とを結ぶ経路とは、開口端面１３２から撮像領域１２０へ行く途中の領域のことを指す。また、本例の遮光部材１５１は、枠部材１５７の枠部材側面１５８から延長して、枠部材１５７と連結されて設けられる。なお、本例においては、遮光部材１５１は、枠部材１５７と一体として設けられる。一体として設けられる場合には、枠部材１５７および遮光部材１５１は、切削により形成することができる。なお、遮光部材１５１は、枠部材１５７と別部材として設けてもよい。

遮光部材１５１の光束が入射する側における遮光部材側面１５３は、撮像チップ１１０の表面と撮像領域１２０側において鈍角を形成する。なお、遮光部材側面１５３は、一部が撮像チップ１１０の表面と撮像領域１２０側において鈍角を形成してもよい。本例において、遮光部材１５１は、撮像領域１２０の周囲において、枠部材１５７の枠部材側面１５８と同じ鈍角で設けられる。

遮光部材１５１は、撮像チップ１１０と非接触である非接触面１５２を有する。遮光部材１５１の非接触面１５２は、撮像チップ１１０の表面と対向する。すなわち、遮光部材１５１のうちＺ方向において最も下位である非接触面１５２は、撮像チップ１１０の表面よりもＺ方向において高い。Ｚ方向において、遮光部材１５１を撮像チップ１１０と非接触とすることで、撮像チップ１１０とカバーガラス２００との間の距離を、撮像チップ１１０、枠部材１５７およびカバーガラス２００ではなく、撮像チップ１１０、バンプ１２２、配線基板１３０、枠部材１５７およびカバーガラス２００によって規定することができる。

上記構成により、遮光部材１５１と撮像チップ１１０は接触しないので、遮光部材１５１には応力がかからない。したがって、遮光部材１５１の機械的強度は考慮しなくてよいので、遮光部材１５１の厚みを薄くすることができる。すなわち、Ｘ方向長さを小さくすることができる。したがって、遮光部材１５１が撮像チップ１１０と接触することにより、撮像チップ１１０とカバーガラス２００との間の距離を規定する場合と比較して、配線基板１３０の開口端面１３２と撮像領域１２０との距離を小さくすることができる。

入射光は、カバーガラス２００から撮像領域１２０に入射する。遮光部材１５１は、入射光に対して、配線基板１３０の開口端面１３２、バンプ１２２、および接着剤１２４を覆っているので、配線基板１３０の開口端面１３２、バンプ１２２、および接着剤１２４からの反射光が、撮像領域１２０へ入射することを防ぐことができる。遮光部材１５１は、配線基板１３０の開口端面１３２およびバンプ１２２のＺ方向長さの少なくとも一部を覆う。好ましくは、バンプ１２２のＺ方向長さの半分以上を覆うとよい。さらに好ましくは、バンプ１２２のＺ方向長さのほぼ全てを覆うとよい。

枠部材１５７と同様に、遮光部材１５１の撮像領域１２０側の遮光部材側面１５３には、反射防止を目的として、遮光線処理、黒塗装またはシボ処理が施される。なお、遮光部材側面１５３を、階段形状に加工することにより、反射光が撮像領域１２０へ入ることを防いでもよい。

枠部材１５７および遮光部材１５１を用いない場合は、遮光部材マスク等の平面遮光板を接着剤１２４等よりも撮像領域１２０側へ延長させることにより、接着剤１２４からの迷光を防ぐことが考えられる。しかし、平面遮光板を接着剤１２４等よりも撮像領域１２０側へ延長させる場合、平面遮光板が延長する分だけ、撮像領域１２０と接着剤１２４等との間のマージンが必要となる。例えば、通常約５００μｍ程度のマージンが必要となる。これに対して、枠部材１５７および遮光部材１５１を用いた場合は、マージンは遮光部材１５１の非接触面１５２のＸ方向およびＹ方向長さのみで足りる。非接触面１５２のＸ方向長さは、例えば約１００μｍとすることができる。したがって、枠部材１５７および遮光部材１５１を用いることにより、撮像ユニットをより小型化することができる。

カバーガラス２００に対向する枠部材１５７の表面には入射光側溝１６２が設けられる。また、配線基板１３０に対向する枠部材１５７の表面には受光側溝１６０が設けられる。さらに、入射光側溝１６２および受光側溝１６０には接着剤が充填される。枠部材１５７とカバーガラス２００とは、入射光側溝１６２の接着剤１６３により接着される。また、枠部材１５７とカバーガラス２００と配線基板１３０とは、受光側溝１６０の接着剤１６１により接着される。

図４は、図３におけるＢ部分の拡大図である。撮像チップ１１０の表面の法線方向とは、Ｚ方向である。また、遮光部材１５１の長さとは、枠部材１５７と配線基板１３０との接触面から遮光部材１５１の非接触面１５２までの法線方向における長さを指す。また、撮像チップ１１０の撮像領域１２０が設けられた表面から枠部材１５７と配線基板１３０との境界面までの長さＺ_２は、バンプ１２２および配線基板１３０のＺ方向長さの和である。本例では、撮像チップ１１０の表面の法線方向において、遮光部材１５１の長さＺ_１は、撮像チップ１１０の撮像領域１２０が設けられた表面から枠部材１５７と配線基板１３０との境界面までの長さＺ_２よりも短い。

遮光部材１５１の法線方向の長さＺ_１は、配線基板１３０の法線方向長さ（配線基板１３０の厚み）よりも長くする方が好ましい。当該構成により、遮光部材１５１は、バンプ１２２、接着剤１２４、および配線基板１３０の撮像領域１２０側の開口端面１３２からの反射光が撮像領域１２０に入ることを防ぐことができる。

本例において、撮像チップ１１０の表面において、撮像領域１２０から配線基板１３０に向かう第一方向の非接触面１５２の長さＸ_１は、撮像チップ１１０と配線基板１３０とを接着する接着剤１２４の第一方向の長さＸ_２よりも短い。撮像チップ１１０の表面において、撮像領域１２０から配線基板１３０に向かう第一方向とは、本例では、Ｘ方向の正方向である。したがって、第一方向の非接触面１５２の長さとは、本例では、非接触面１５２のＸ方向長さである。撮像チップ１１０と配線基板１３０とを接着する接着剤１２４の第一方向の長さは、本例では圧着時における接着剤１２４のＸ方向の幅である。

また、本例において、非接触面１５２のＸ方向長さＸ_１は枠部材１５７のＺ方向長さＺ_３よりも十分に小さい。したがって、遮光部材１５１は、枠部材１５７またはこれに相当する部材をＸ方向において撮像領域１２０に引き伸ばして、かつ、当該引き延ばした部分をＺ方向に折り曲げた部材ではない。例えば、遮光部材１５１は、平面状の遮光マスクをＸ方向において撮像領域１２０に引き伸ばして、かつ、当該引き延ばした部分をＺ方向に折り曲げた部材とは異なる。

非接触面１５２のＸ方向長さＸ_１は、約１００μｍから約３００μｍとしてよい。接着剤１２４のＸ方向長さＸ_２は、遮光部材１５１に接触しない程度であれば、Ｘ_１よりも十分長くしてよい。接着剤１２４のＸ方向長さＸ_２を非接触面１５２のＸ方向長さＸ_１をよりも長いので、撮像チップ１１０と配線基板１３０との接着を確実にすることができる。また、非接触面１５２のＸ方向長さＸ_１は、接着剤１２４のＸ方向長さＸ_２をよりも短いので、配線基板１３０の開口端面１３２と撮像領域１２０との距離を小さくすることができる。

本例において、受光側溝１６０およびバンプ１２２は、撮像チップ１１０の表面に対する同一の法線上に設けられる。例えば、受光側溝１６０およびバンプ１２２はＺ方向に並べて設けられる。受光側溝１６０およびバンプ１２２をＺ方向に並べて設けることにより、撮像チップ１１０、バンプ１２２、配線基板１３０、および枠部材１５７を圧着する場合に配線基板１３０にかかるバンプ１２２周りのモーメントを抑制することができる。

また、本例において、入射光側溝１６２は、受光側溝１６０に対して撮像領域１２０とは反対側にずれて設けられる。例えば、入射光側溝１６２は、受光側溝１６０に対してＸ方向にＸ_３だけずれて設けられる。また、入射光側溝１６２は、撮像チップ１１０の端面よりも外側に設けられてよい。入射光側溝１６２を受光側溝１６０に対してＸ方向にずらすことにより、入射光側溝１６２および受光側溝１６０をＺ方向に並べて設ける場合と比較して、枠部材１５７の入射光側の開口を広くすることができる。

さらに本例では、バンプ１２２および受光側溝１６０を通る法線上において、枠部材１５７はカバーガラス２００と接触しない。したがって、当該法線上において枠部材１５７がカバーガラス２００と接触する場合に比べて、枠部材１５７の開口を広くすることができる。

図５は、第１の実施形態における撮像ユニット１００の枠部材１５７を示す斜視図である。枠部材１５７は、四角錐の土台部分形状を有する。枠部材１５７の開口１７０は、入射光側に設けられる。開口１７０の周囲には、入射光側溝１６２が設けられる。入射光側溝１６２は、枠部材１５７の一周に渡って設けられる。なお、入射光側溝１６２は、二周に渡って設けてもよい。

図６は、図５の枠部材１５７をＸ軸について１８０°回転させた枠部材１５７を示す斜視図である。枠部材１５７の開口１８０および遮光部材１５１は、受光側に設けられる。枠部材１５７の受光側であって枠部材１５７の周囲には、受光側溝１６０が設けられる。受光側溝１６０は、枠部材１５７の一周に渡って設けられる。なお、受光側溝１６０は、二周に渡って設けてもよい。

図７は、第２の実施形態における撮像ユニット１００のＢ部分の拡大図である。本実施形態においては、遮光部材１５４の遮光部材側面１５３は、撮像チップ１１０の表面と直角を形成する。なお、遮光部材側面１５３の一部が、撮像チップ１１０の表面と直角を形成してもよい。遮光部材側面１５３を撮像チップに対して垂直にした個所は、撮像領域１２０と配線基板１３０の開口端面１３２との間の距離をさらに小さくすることができる。その他の構成は第１の実施形態と同様である。

図８は、第３の実施形態における撮像ユニット１００のＢ部分の拡大図である。本実施形態においては、枠部材１５７および遮光部材１５６は一体形成されている。また、枠部材１５７の撮像領域１２０側の枠部材側面１５８および遮光部材１５６の撮像領域１２０側の遮光部材側面１５３は、階段形状においてＺ−Ｙ平面と平行な面が、Ｘ−Ｙ平面と平行な面と鋭角をなすように形成される。その他の構成は第１の実施形態と同様である。

上記構成により、枠部材側面１５８および遮光部材側面１５３から反射された光は、直接、撮像領域１２０に入らない。たとえ、枠部材側面１５８および遮光部材側面１５３から反射された光が撮像領域１２０に入るとしても、複数回の反射を経た上で撮像領域１２０に入るので、反射光は減衰される。したがって、迷光の影響を低減することができる。

図９は、第４の実施形態における撮像ユニット１００のＢ部分の拡大図である。本実施形態においては、枠部材１５７に溝および接着剤を設けない。その代わりに、枠部材１５７に対向するカバーガラス２００の表面には入射光側溝１６７が設けられ、枠部材１５７に対向する配線基板１３０の表面には受光側溝１６５が設けられる。また、入射光側溝１６７および受光側溝１６５には接着剤１６８および接着剤１６６がそれぞれ充填される。その他の構成は第１の実施形態と同様である。

図１０は、第５の実施形態における撮像ユニット１００の概要を示す斜視図である。撮像ユニット１００は、撮像チップ１１０、配線基板１３１、枠部材１５７およびカバーガラス２００を備える。

本実施形態においては、配線基板１３１は、物理的に互いに分離した二つの配線基板１３１を有する点が第１の実施形態と異なる。配線基板１３１は、撮像チップ１１０の撮像領域１２０が設けられた表面において、撮像領域１２０以外の領域と重なり、撮像チップ１１０と電気的に接続される。また、配線基板１３１が設けられない領域においては、接着剤を用いて配線基板１３１と枠部材１５７とが接着される。したがって、撮像チップ１１０とカバーガラス２００との間は密封される。その他の構成は第１の実施形態と同様である。

撮像チップ１１０と配線基板１３１とは、通常異なる材料である。例えば、撮像チップ１１０は単結晶シリコンを含む硬質性基板である。一方、配線基板１３１は、ポリイミド膜中に銅配線を埋設した可撓性基板である。したがって、撮像チップ１１０と配線基板１３１との線熱膨張係数は異なる。それゆえ、撮像チップ１１０および配線基板１３１に加熱された場合、撮像チップ１１０と配線基板１３１との線熱膨張係数差に起因する応力が発生する。

第１実施形態のように配線基板１３０が撮像領域１２０に対応する位置に開口１４０を有することは、本実施形態のように分離した二つの配線基板が互いに固定されることに相当する。したがって、第１実施形態においては、撮像チップ１１０が熱膨張によりＸＹ平面内で拡張した場合、開口１４０を有する配線基板１３０は撮像チップ１１０の熱膨張に起因する変形に追従することができない。その結果、バンプ１２２に応力ひずみが生じて、バンプ１２２が変形する。したがって、撮像チップ１１０と配線基板１３０との電気的接続の信頼性が低下する可能性がある。

これに対して、本実施形態のように配線基板１３１を物理的に互いに分離した二つの配線基板１３１とした場合、二つの配線基板１３１は互いに独立に変位することができる。したがって、配線基板１３１は撮像チップ１１０の熱膨張に起因する変形に追従することができる。その結果、バンプ１２２に応力ひずみが生じにくくなるので、撮像チップ１１０と配線基板１３０との電気的接続の信頼性を確保することができる。

図１１は、第６の実施形態における撮像ユニット１００を備える一眼レフカメラ４００の断面図である。一眼レフカメラ４００は、レンズユニット５００およびカメラボディ６００を備える。カメラボディ６００には、レンズユニット５００が装着される。レンズユニット５００は、その鏡筒内に、光軸６０３に沿って配列された光学系を備え、入射する被写体光束をカメラボディ６００の撮像ユニット１００へ導く。

カメラボディ６００は、レンズマウント５５０に結合されるボディマウント６６０の後方にメインミラー６７２およびサブミラー６７４を備える。メインミラー６７２は、レンズユニット５００から入射した被写体光束に斜設される斜設位置と、被写体光束から退避する退避位置との間で回動可能に軸支される。サブミラー６７４は、メインミラー６７２に対して回動可能に軸支される。

メインミラー６７２が斜設位置にある場合、レンズユニット５００を通じて入射した被写体光束の多くはメインミラー６７２に反射されてピント板６５２に導かれる。ピント板６５２は、撮像チップ１１０の受光面と共役な位置に配されて、レンズユニット５００の光学系が形成した被写体像を可視化する。ピント板６５２に形成された被写体像は、ペンタプリズム６５４およびファインダ光学系６５６を通じてファインダ６５０から観察される。斜設位置にあるメインミラー６７２に入射した被写体光束の一部は、メインミラー６７２のハーフミラー領域を透過しサブミラー６７４に入射する。サブミラー６７４は、ハーフミラー領域から入射した光束の一部を、合焦光学系６８０に向かって反射する。合焦光学系６８０は、入射光束の一部を焦点検出センサ６８２に導く。

ピント板６５２、ペンタプリズム６５４、メインミラー６７２、サブミラー６７４は、構造体としてのミラーボックス６７０に支持される。ミラーボックス６７０は、撮像ユニット１００に取り付けられる。メインミラー６７２およびサブミラー６７４が退避位置に退避し、シャッタユニット６４０の先幕および後幕が開状態となれば、レンズユニット５００を透過する被写体光束は、撮像チップ１１０の受光面に到達する。

撮像ユニット１００の後方には、ボディ基板６２０および背面表示部６３４が順次配置される。液晶パネル等が採用される背面表示部６３４は、カメラボディ６００の背面に現れる。ボディ基板６２０には、ＣＰＵ６２２、画像処理ＡＳＩＣ６２４等の電子回路が実装される。撮像チップ１１０の出力は、フレキシブル基板を介して画像処理ＡＳＩＣ６２４へ引き渡される。

上述の実施形態においては、撮像装置として一眼レフカメラ４００を例に説明したが、カメラボディ６００を撮像装置と捉えても良い。また、撮像装置は、ミラーユニットを備えるレンズ交換式カメラに限らず、ミラーユニットを持たないレンズ交換式カメラ、ミラーユニットの有無に関わらずレンズ一体式カメラであっても良い。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１００撮像ユニット、１１０撮像チップ、１２０撮像領域、１２２バンプ、１２４接着剤、１３０配線基板、１３１配線基板、１３２端面、１４０開口、１５１遮光部材、１５２非接触面、１５３遮光部材側面、１５４遮光部材、１５６遮光部材、１５７枠部材、１５８枠部材側面、１６０受光側溝、１６１接着剤、１６２入射光側溝、１６３接着剤、１６５受光側溝、１６６接着剤、１６７入射光側溝、１６８接着剤、１７０開口、１８０開口、２００カバーガラス、４００一眼レフカメラ、５００レンズユニット、５５０レンズマウント、６００カメラボディ、６０３光軸、６２０ボディ基板、６２２ＣＰＵ、６２４画像処理ＡＳＩＣ、６３４背面表示部、６４０シャッタユニット、６５０ファインダ、６５２ピント板、６５４ペンタプリズム、６５６ファインダ光学系、６６０ボディマウント、６７０ミラーボックス、６７２メインミラー、６７４サブミラー、６８０合焦光学系、６８２焦点検出センサ

Claims

光学系からの光が入射される第１部材と、
前記第１部材からの光が入射される撮像チップと、
前記光学系の光軸方向において前記第１部材と前記撮像チップとの間に配置され、前記第１部材からの光が通る第１開口部の少なくとも一部を形成する基板と、
前記光学系の光軸方向において前記第１部材と前記基板との間に配置され、前記第１部材からの光が通る第２開口部の少なくとも一部を形成する第２部材と、
前記第１開口部に配置され、前記第１部材からの光が前記基板に入射するのを遮る第３部材と、を備え、
前記第３部材は、前記第１部材を透過した光が通る第３開口部の少なくとも一部を形成し、前記第３開口部は、前記第２開口部の開口面積よりも小さい開口面積を有する撮像ユニット。
前記第３部材は、前記基板のうち前記第１開口部の内面に前記第１部材からの光が入射するのを遮る請求項１に記載の撮像ユニット。
前記第３開口部は、前記基板から前記撮像チップへの方向に向かって開口面積が小さくなる請求項１又は請求項２に記載の撮像ユニット。
前記第２開口部は、前記基板から前記撮像チップへの方向に向かって開口面積が小さくなる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の撮像ユニット。
前記第２部材は、前記第１部材と接着剤により接着される第１接着部と前記基板と接着剤により接着される第２接着部とを有する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮像ユニット。
前記第１接着部は、前記第２部材から前記撮像チップに向かう方向に形成され、接着剤が充填された第１溝を有する請求項５に記載の撮像ユニット。
前記第１溝は、前記撮像チップの端面よりも外側に形成される請求項６に記載の撮像ユニット。
前記第２接着部は、前記撮像チップから前記第２部材に向かう方向に形成され、接着剤が充填された第２溝を有する請求項７に記載の撮像ユニット。
前記撮像チップは、複数の画素が配置される第１領域と前記第１領域とは異なる第２領域とを有し、
前記第１溝は、前記第２溝に対して前記第１領域とは反対側にずれて形成される請求項８に記載に記載の撮像ユニット。
前記第１溝及び前記第２溝は、前記第２部材の一周に渡って形成される請求項８又は請求項９に記載の撮像ユニット。
前記基板は、前記撮像チップとバンプを介して接続され、
前記第２溝と前記バンプとは、前記撮像チップの表面に対する同一の法線上に設けられる請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の撮像ユニット。
前記第１部材は、前記第１接着部と接着される領域に前記第２部材から前記第１部材に向かう方向に形成され、接着剤が充填された第３溝を有する請求項５から請求項１１のいずれか一項に記載の撮像ユニット。
前記撮像チップは、複数の画素が配置される第１領域と前記第１領域とは異なる第２領域とを有し、
前記基板は、前記撮像チップと前記第２領域において接続される請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の撮像ユニット。
前記基板は、前記画素からの信号が出力される配線を有する請求項１３に記載の撮像ユニット。
前記第２部材は、前記第２開口部の内面を反射した光が前記第１領域に入射しないように加工が施されている請求項１３又は請求項１４に記載の撮像ユニット。
前記第３部材は、前記第３開口部の内面を反射した光が前記第１領域に入射しないように加工が施されている請求項１３から請求項１５のいずれか一項に記載の撮像ユニット。
前記基板は、前記撮像チップとバンプを介して接続される請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の撮像ユニット。
前記基板は、可撓性を有する請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の撮像ユニット。
前記第３部材は、前記第２部材と連結される請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載の撮像ユニット。
前記第３部材は、前記撮像チップには接触しない請求項１から請求項１９のいずれか一項に記載の撮像ユニット。
請求項１から請求項２０のいずれか一項に記載の撮像ユニットを備える撮像装置。