JP6976751B2 - 撮像装置および撮像装置の製造方法、並びに、電子機器 - Google Patents
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Description
1.第1の実施の形態
2.第2の実施の形態
3.第3の実施の形態
4.第4の実施の形態
5.第5の実施の形態
6.第6の実施の形態
7.第7の実施の形態
8.第8の実施の形態
9.第9の実施の形態
10.第10の実施の形態
11.CSP固体撮像素子の構成について
12.電子機器への適用例
13.撮像素子の使用例
14.体内情報取得システムへの応用例
15.内視鏡手術システムへの応用例
16.移動体への応用例
図1は本開示の固体撮像素子を適用した撮像装置の第1の実施の形態を説明する構造図である。図1は、図中の上部が、撮像装置の側面断面図であり、下部が、上部のAB’断面の上面図である。ただし、図1の上部の左半分は、下部のAA’断面であり、図1の上部の右半分は、下部のBB’断面である。
固定しただけでは、図3の左上部で示されるような、光の内乱によるフレア現象が発生することが知られている。すなわち、図3の左上部においては、例えば、点線で示されるような入射光が入射すると、範囲Z1,Z2で示されるように、レンズ62の側面部の端面や、赤外カットフィルタ4の側面部の端面などで反射し、CSP固体撮像素子20に入射する。このような反射により、画像P1,P2で示されるようなフレア現象が発生する。尚、画像P11は、図3の左上部の構成におけるCSP固体撮像素子20の固体撮像素子1により撮像された画像の例である。
次に、図7のフローチャートを参照して、図1の撮像装置の製造方法について説明する。
近年、市場のカメラ小型化の要求により、図1の撮像装置におけるレンズ61,62からなる2群レンズをレンズ6の1群レンズに統合し、本開示の撮像装置についても同様の構成を採用するようにしてもよい。
近年、市場のカメラ商品の多様化により、撮像装置の回路基板7の形状が商品毎に変更されることが知られている。そこで、図9で示されるように、コネクタ9に代えて、回路基板7上にACF(Anisotropic Conductive Film)機構91を設けるようにして、撮像装置としての生産方式を変更することなく、カメラ商品の多様化に応じた光学的な反り、歪み、および傾きを低減した小型で、かつ、薄型の撮像装置を実現するようにしてもよい。
図1,図8,図9の撮像装置において採用されている赤外カットフィルタ4は、反りや歪が小さいものが使用されているが、反りや歪みが小さい赤外カットフィルタ4は高価であることが知られている。
以上においては、赤外カットフィルタ4をアクチュエータ8の最下部に搭載することで、CSP固体撮像素子20に一体化させないようにして、反りや歪みの小さい赤外カットフィルタ4を採用できるようにすることで、コストを低減させる例について説明してきたが、赤外カットフィルタ4に代えて、ガラス基板2と同様の材質であって、赤外光を削減可能なものを利用するようにしてもよい。
以上においては、赤外カットフィルタ4に代えて、ガラス基板41を用いる例について説明してきたが、赤外カットフィルタ4をガラス基板2と固体撮像素子1との間に挟み込むようにすることで、安価な赤外カットフィルタ4を用いるようにしてもよい。
以上においては、固定部11−1乃至11−4が、スペーサ10上のCSP固体撮像素子20の4か所の角部を適切な位置に誘導するように設けられる構成例について説明してきたが、それ以外の位置に設けられるように構成してもよい。
<<8.第8の実施の形態>>
CSP固体撮像素子20の構成で、CSP固体撮像素子20とスペーサ11を固定する固定剤13として、本開示の光の内乱を抑制するための黒色樹脂などからなる光吸収材の固定剤13を入手できない場合、光の内乱の原因となる箇所への光を吸収する光吸収材からなるマスク81をマスク処理により設けることで光の内乱を抑制するようにしてもよい。
<<9.第9の実施の形態>>
CSP固体撮像素子20の構成において、最下位層のレンズ62が2枚以上で成形されるようにしてもよい。
以上においては、撮像装置の構成として、CSP固体撮像素子20を用いる例について説明してきたが、固体撮像素子上のレンズに対するフレア現象を抑制する効果を奏する撮像装置としては、固体撮像素子であれば、CSP固体撮像素子以外の構成であってもよく、例えば、フリップチップ構造の固体撮像素子であってもよい。
CSP固体撮像素子20の構成のうち、回路基板7の接続部位については、図18の上段部で示されるBGA(Ball Grid Array)端子151、または、図18の下段で示されるLGA(Land Grid Array)端子161のいずれの構成であってもよい。
上述した撮像素子は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
<<13.撮像素子の使用例>>
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
<1> 受光した光を光量に応じた電気信号に光電変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を固定するガラス基板とを有し、
前記固体撮像素子および前記ガラス基板が一体となったCSP(Chip Size Package)固体撮像素子と、
前記光電変換された電気信号を外部に転送する回路を有した回路基板と、
前記CSP固体撮像素子、および前記回路基板を固定するためのスペーサと、
前記CSP固体撮像素子を実装する際に、前記CSP固体撮像素子を、前記回路基板上の所定の位置に誘導する固定部と、
光を吸収する機能を有し、前記CSP固体撮像素子の側面を覆うように設けられる光吸収材と
を含む撮像装置。
<2>
前記CSP固体撮像素子は、前記受光した光を集光する複数のレンズからなるレンズ群の一部からなり、前記固体撮像素子の前段であって、かつ、前記レンズ群の一部である上位層レンズよりも前記固体撮像素子に近い位置に配置される、前記レンズ群の前記一部と異なる他の一部である下位層レンズをさらに含む
<1>に記載の撮像装置。
<3>
前記光吸収材は、さらに、前記下位層レンズを透過する光のうち、前記CSP固体撮像素子の有効画素エリアに入射する入射光を遮光しない範囲で、前記下位層レンズの外周部を覆うように設けられる
<2>に記載の撮像装置。
<4>
前記CSP固体撮像素子は、
受光した光より赤外光を削除する赤外カットフィルタをさらに含み、
前記固体撮像素子と前記ガラス基板とが透明の接着剤により接着され、
前記ガラス基板と前記赤外カットフィルタとが透明の接着材により接着され、
前記下位層レンズは、前記赤外カットフィルタ上、または、前記ガラス基板上の少なくともいずれかに配置される
<2>に記載の撮像装置。
<5>
前記光吸収材は、光を吸収する機能を有し、前記CSP固体撮像素子とスペーサとを固定する固定剤である
<1>に記載の撮像装置。
<6>
前記光吸収材は、光を吸収する機能を有し、マスク処理されることで形成されるマスクである
<1>に記載の撮像装置。
<7>
前記光吸収材は、光を吸収する機能を有し、前記CSP固体撮像素子とスペーサとを固定する固定剤、および光を吸収する機能を有し、マスク処理されることで形成されるマスクである
<1>に記載の撮像装置。
<8> 前記回路基板を生成する材料は、その線膨張率が、前記固体撮像素子の線膨張率に近い材料である
<1>に記載の撮像装置。
<9> 前記固定部は、方形の前記固体撮像素子の少なくとも2辺以上の辺を前記回路基板上の所定の位置に誘導する
<1>に記載の撮像装置。
<10> 前記固定部は、方形の前記固体撮像素子の4か所の角部を前記回路基板上の所定の位置に誘導する
<1>に記載の撮像装置。
<11> 前記CSP固体撮像素子は、
受光した光より赤外光を削除する赤外カットフィルタをさらに含み、
前記赤外カットフィルタは、前記ガラス基板と前記固体撮像素子との間に配置される
<1>に記載の撮像装置。
<12> 前記受光した光を集光するレンズ群の上位層レンズと、
前記上位層レンズにより前記受光した光を所定の位置に合焦させる合焦部とをさらに含む
<1>に記載の撮像装置。
<13> 前記合焦部は、前記上位層レンズを駆動することにより前記受光した光を所定の位置に合焦させるように調整するアクチュエータを含む
<12>に記載の撮像装置。
<14> 前記アクチュエータは、前記上位層レンズを駆動させることで、前記合焦させる機能および手ぶれ補正機能の少なくともいずれかを備える
<13>に記載の撮像装置。
<15> 前記ガラス基板は、反りおよび歪みの小さい、赤外カットフィルタとしての機能を備える
<1>に記載の撮像装置。
<16> 前記ガラス基板は、青板ガラスである
<15>に記載の撮像装置。
<17> 前記受光した光を集光するレンズ群の一部からなる上位層レンズと、
前記受光した光より赤外光を削除する赤外カットフィルタをさらに含み、
前記赤外カットフィルタは、前記CSP固体撮像素子とは別体であって、かつ、前記上位層レンズと前記固体撮像素子との間に配置される
<1>に記載の撮像装置。
<18> 前記回路基板は、前記固体撮像素子より出力される画素信号を外部に出力するコネクタ、または、ACF(Anisotropic Conductive Film)端子を含む
<1>に記載の撮像装置。
<19> 受光した光を光量に応じた電気信号に光電変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を固定するガラス基板とを有し、
前記固体撮像素子および前記ガラス基板が一体となったCSP固体撮像素子と、
前記光電変換された電気信号を外部に転送する回路を有した回路基板と、
前記CSP固体撮像素子、および前記回路基板を固定するためのスペーサと、
前記CSP固体撮像素子を実装する際に、前記CSP固体撮像素子を、前記回路基板上の所定の位置に誘導する固定部と、
光を吸収する機能を有し、前記CSP固体撮像素子の側面を覆うように設けられる光吸収材とを含み、
前記スペーサは、前記CSP固体撮像素子を実装する際に、前記CSP固体撮像素子を、前記回路基板上の所定の位置に誘導する固定部を有する撮像装置の製造方法であって、
前記CSP固体撮像素子を前記回路基板に固定する工程と、
前記スペーサの前記固定部で前記CSP固体撮像素子を前記回路基板上の所定の位置に誘導するようにはめ込んで前記スペーサを前記回路基板に固定する工程と、
前記光吸収材が前記CSP固体撮像素子の側面を覆うように設けられる工程を含む
撮像装置の製造方法。
<20> 受光した光を光量に応じた電気信号に光電変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を固定するガラス基板とを有し、
前記固体撮像素子および前記ガラス基板が一体となったCSP固体撮像素子と、
前記光電変換された電気信号を外部に転送する回路を有した回路基板と、
前記CSP固体撮像素子、および前記回路基板を固定するためのスペーサと、
前記CSP固体撮像素子を実装する際に、前記CSP固体撮像素子を、前記回路基板上の所定の位置に誘導する固定部と、
光を吸収する機能を有し、前記CSP固体撮像素子の側面を覆うように設けられる光吸収材と
を含む電子機器。
Claims (17)
- 受光した光を光量に応じた電気信号に光電変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を固定するガラス基板とを有し、
前記固体撮像素子および前記ガラス基板が一体となったCSP(Chip Size Package)固体撮像素子と、
前記光電変換された電気信号を外部に転送する回路を有した回路基板と、
前記CSP固体撮像素子が配置される開口部を有し、前記開口部に前記CSP固体撮像素子が配置されることで、前記回路基板と固定するためのスペーサと、
前記開口部に設けられ、前記CSP固体撮像素子を実装する際に、前記CSP固体撮像素子を、前記回路基板上の所定の位置に誘導する固定部と、
光を吸収する機能を有し、前記CSP固体撮像素子と前記スペーサとの間に注入されることで、前記CSP固体撮像素子の側面を覆うように設けられ、前記CSP固体撮像素子と前記スペーサとを固定する固定剤として機能する光吸収材と
を含む撮像装置。 - 前記CSP固体撮像素子は、前記受光した光を集光する複数のレンズからなるレンズ群の一部からなり、前記固体撮像素子の前段であって、かつ、前記レンズ群の一部である上位層レンズよりも前記固体撮像素子に近い位置に配置される、前記レンズ群の前記一部と異なる他の一部である下位層レンズをさらに含む
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記光吸収材は、さらに、前記下位層レンズを透過する光のうち、前記CSP固体撮像素子の有効画素エリアに入射する入射光を遮光しない範囲で、前記下位層レンズの外周部を覆うように設けられる
請求項2に記載の撮像装置。 - 前記CSP固体撮像素子は、
受光した光より赤外光を削除する赤外カットフィルタをさらに含み、
前記固体撮像素子と前記ガラス基板とが透明の接着剤により接着され、
前記ガラス基板と前記赤外カットフィルタとが透明の接着材により接着され、
前記下位層レンズは、前記赤外カットフィルタ上、または、前記ガラス基板上の少なくともいずれかに配置される
請求項2に記載の撮像装置。 - 前記回路基板を生成する材料は、その線膨張率が、前記固体撮像素子の線膨張率に近い材料である
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記固定部は、方形の前記固体撮像素子の少なくとも2辺以上の辺を前記回路基板上の所定の位置に誘導する
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記固定部は、方形の前記固体撮像素子の4か所の角部を前記回路基板上の所定の位置に誘導する
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記CSP固体撮像素子は、
受光した光より赤外光を削除する赤外カットフィルタをさらに含み、
前記赤外カットフィルタは、前記ガラス基板と前記固体撮像素子との間に配置される
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記受光した光を集光するレンズ群の上位層レンズと、
前記上位層レンズにより前記受光した光を所定の位置に合焦させる合焦部とをさらに含む
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記合焦部は、前記上位層レンズを駆動することにより前記受光した光を所定の位置に合焦させるように調整するアクチュエータを含む
請求項9に記載の撮像装置。 - 前記アクチュエータは、前記上位層レンズを駆動させることで、前記合焦させる機能および手ぶれ補正機能の少なくともいずれかを備える
請求項10に記載の撮像装置。 - 前記ガラス基板は、反りおよび歪みの小さい、赤外カットフィルタとしての機能を備える
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記ガラス基板は、青板ガラスである
請求項12に記載の撮像装置。 - 前記受光した光を集光するレンズ群の一部からなる上位層レンズと、
前記受光した光より赤外光を削除する赤外カットフィルタをさらに含み、
前記赤外カットフィルタは、前記CSP固体撮像素子とは別体であって、かつ、前記上位層レンズと前記固体撮像素子との間に配置される
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記回路基板は、前記固体撮像素子より出力される画素信号を外部に出力するコネクタ、または、ACF(Anisotropic Conductive Film)端子を含む
請求項1に記載の撮像装置。 - 受光した光を光量に応じた電気信号に光電変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を固定するガラス基板とを有し、
前記固体撮像素子および前記ガラス基板が一体となったCSP固体撮像素子と、
前記光電変換された電気信号を外部に転送する回路を有した回路基板と、
前記CSP固体撮像素子が配置される開口部を有し、前記開口部に前記CSP固体撮像素子が配置されることでおよび、前記回路基板と固定するためのスペーサと、
前記開口部に設けられ、前記CSP固体撮像素子を実装する際に、前記CSP固体撮像素子を、前記回路基板上の所定の位置に誘導する固定部と、
光を吸収する機能を有し、前記CSP固体撮像素子と前記スペーサとの間に注入されることで、前記CSP固体撮像素子の側面を覆うように設けられ、前記CSP固体撮像素子と前記スペーサとを固定する固定剤として機能する光吸収材とを含み、
前記スペーサは、前記CSP固体撮像素子を実装する際に、前記CSP固体撮像素子を、前記回路基板上の所定の位置に誘導する固定部を有する撮像装置の製造方法であって、
前記CSP固体撮像素子を前記開口部に配置して前記回路基板に固定する工程と、
前記スペーサの前記固定部で前記CSP固体撮像素子を前記回路基板上の所定の位置に誘導するようにはめ込んで前記CSP固体撮像素子を前記回路基板に固定する工程と、
前記光吸収材が前記CSP固体撮像素子と前記スペーサとの間に注入されることで、前記CSP固体撮像素子の側面を覆うように設けられ、前記CSP固体撮像素子と前記スペーサとを固定する工程を含む
撮像装置の製造方法。 - 受光した光を光量に応じた電気信号に光電変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を固定するガラス基板とを有し、
前記固体撮像素子および前記ガラス基板が一体となったCSP固体撮像素子と、
前記光電変換された電気信号を外部に転送する回路を有した回路基板と、
前記CSP固体撮像素子が配置される開口部を有し、前記開口部に前記CSP固体撮像素子が配置されることでおよび、前記回路基板と固定するためのスペーサと、
前記開口部に設けられ、前記CSP固体撮像素子を実装する際に、前記CSP固体撮像素子を、前記回路基板上の所定の位置に誘導する固定部と、
光を吸収する機能を有し、前記CSP固体撮像素子と前記スペーサとの間に注入されることで、前記CSP固体撮像素子の側面を覆うように設けられ、前記CSP固体撮像素子と前記スペーサとを固定する固定剤として機能する光吸収材と
を含む電子機器。
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