JPH0777606A - 光学的ローパスフィルター内蔵型撮像装置 - Google Patents
光学的ローパスフィルター内蔵型撮像装置Info
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- JPH0777606A JPH0777606A JP5222568A JP22256893A JPH0777606A JP H0777606 A JPH0777606 A JP H0777606A JP 5222568 A JP5222568 A JP 5222568A JP 22256893 A JP22256893 A JP 22256893A JP H0777606 A JPH0777606 A JP H0777606A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学的ローパスフィルター内蔵固体撮像装置
における回折格子とイメージセンサの間のギャップを高
精度で形成し、かつ、製造・組立てを簡素化すること。 【構成】 回折格子３による光学的ローパスフィルター
のベースガラス４を薄くし、低屈折率材料のギャップ材
２を介してイメージセンサ１上に付けるか低屈折材料の
上に直接回折格子３を形成する。
における回折格子とイメージセンサの間のギャップを高
精度で形成し、かつ、製造・組立てを簡素化すること。 【構成】 回折格子３による光学的ローパスフィルター
のベースガラス４を薄くし、低屈折率材料のギャップ材
２を介してイメージセンサ１上に付けるか低屈折材料の
上に直接回折格子３を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学的ローパスフィルタ
ー内蔵型固体撮像装置に関する。
ー内蔵型固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＣＤカメラ等の固体撮像装置で生じる
偽信号は光学的に生じる信号であるから、これを抑圧す
るには光学的な手段によって行なわなければならない。
偽信号は光学的に生じる信号であるから、これを抑圧す
るには光学的な手段によって行なわなければならない。
【０００３】光学的に高域周波数を減衰させて偽信号を
抑圧するのに、従来、複屈折の原理を用いた水晶フィル
ターが多く使われているが、最近、複屈折の原理ではな
くて回折格子型の光学フィルターが発表されている。
抑圧するのに、従来、複屈折の原理を用いた水晶フィル
ターが多く使われているが、最近、複屈折の原理ではな
くて回折格子型の光学フィルターが発表されている。
【０００４】図７はこの種の回折格子型光学ローパスフ
ィルターの構成例を示している。同図の（ａ）は遠隔型
で、回折格子は主レンズの前に置かれている。
ィルターの構成例を示している。同図の（ａ）は遠隔型
で、回折格子は主レンズの前に置かれている。
【０００５】（ｂ）は近接型で、回折格子は主レンズと
ＣＣＤ撮像素子の間に配されている。（ｃ）は密着型で
回折格子はＣＣＤ撮像素子と密着して置かれている。
ＣＣＤ撮像素子の間に配されている。（ｃ）は密着型で
回折格子はＣＣＤ撮像素子と密着して置かれている。
【０００６】回折格子型の光学フィルターは、図５に示
すように回折格子面で回折光を生じそれが入射光（０次
光）の周囲に分布する。
すように回折格子面で回折光を生じそれが入射光（０次
光）の周囲に分布する。
【０００７】図５においては±１次回折光のみについて
記載してあるが、高次回折光は強度も弱いので実用上は
これで充分である。
記載してあるが、高次回折光は強度も弱いので実用上は
これで充分である。
【０００８】同図において、イメージセンサ（固体撮像
素子）１と回折格子との間の距離をｇとし、イメージセ
ンサ１上の入射光が入射する位置をｘ−ｙ座標の原点に
とって、±１次回折光の分布する様子を示してある。
素子）１と回折格子との間の距離をｇとし、イメージセ
ンサ１上の入射光が入射する位置をｘ−ｙ座標の原点に
とって、±１次回折光の分布する様子を示してある。
【０００９】図５において、格子間隔をｐとし、光分離
幅Δｘ，Δｙを一般にδで表わすと、 分離幅 δ＝ｇλ／ｐ ‥‥‥ （１） 但しλは光の波長 となる。
幅Δｘ，Δｙを一般にδで表わすと、 分離幅 δ＝ｇλ／ｐ ‥‥‥ （１） 但しλは光の波長 となる。
【００１０】式（１）から明らかなとおり、光の分離幅
δは回折格子とイメージセンサの間の距離ｇが小さいほ
ど小さくなる。従って、この点から考えると図７の
（ｃ）に示すような密着型にするのが好ましい。
δは回折格子とイメージセンサの間の距離ｇが小さいほ
ど小さくなる。従って、この点から考えると図７の
（ｃ）に示すような密着型にするのが好ましい。
【００１１】従来の密着型の光学的ローパスフィルター
内蔵型固体撮像装置は、回折格子とイメージセンサ撮像
面との間に数十ミクロンオーダーのギャップを設ける必
要があった。
内蔵型固体撮像装置は、回折格子とイメージセンサ撮像
面との間に数十ミクロンオーダーのギャップを設ける必
要があった。
【００１２】このためスペーサーを回折格子の両端に取
り付けて、イメージセンサ受光面との距離をある程度一
定に保っていた。
り付けて、イメージセンサ受光面との距離をある程度一
定に保っていた。
【００１３】図６は回折格子の両端にスペーサーを取り
付けたところを示している。この回折格子面とイメージ
センサの撮像面との間の距離ｇは、このスペーサーの厚
みを調整することによって調整している。
付けたところを示している。この回折格子面とイメージ
センサの撮像面との間の距離ｇは、このスペーサーの厚
みを調整することによって調整している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の密着型光
学的ローパスフィルターにおいては、スペーサーの厚み
の精度が問題になることは勿論のこと、回折格子を実装
する工程に高精度を要求されるため、これに関する工
数、コストが莫大なものとなり量産化には不向きであっ
た。
学的ローパスフィルターにおいては、スペーサーの厚み
の精度が問題になることは勿論のこと、回折格子を実装
する工程に高精度を要求されるため、これに関する工
数、コストが莫大なものとなり量産化には不向きであっ
た。
【００１５】また、この取り付け方法では、ベースガラ
スを厚くしないと強度的に問題があった。ところが、こ
れに反して本来回折格子型の持つ利点である光路長の削
減、カメラ装置の小型化に対する要求からベースガラス
を薄くしたいと云う要望がある。
スを厚くしないと強度的に問題があった。ところが、こ
れに反して本来回折格子型の持つ利点である光路長の削
減、カメラ装置の小型化に対する要求からベースガラス
を薄くしたいと云う要望がある。
【００１６】本発明は、上述の点に鑑み、回折格子のベ
ースガラスを薄くし、カメラ機器の小型化をはかり、か
つ製造、組立ての簡単な固体撮像装置を得ることを目的
とする。
ースガラスを薄くし、カメラ機器の小型化をはかり、か
つ製造、組立ての簡単な固体撮像装置を得ることを目的
とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置は
固体撮像素子（イメージセンサ）と、光学的ローパスフ
ィルターを構成する回折格子と、該回折格子と前記撮像
素子との間のギャップを埋めるギャップ材とを備えた固
体撮像装置において、前記ギャップ材として低屈折率の
フッ素系樹脂を用いたことを特徴とする。また、本発明
の固体撮像装置においては、前記ギャップ材の屈折率が
１．３７乃至１．４４であることが好ましい。
固体撮像素子（イメージセンサ）と、光学的ローパスフ
ィルターを構成する回折格子と、該回折格子と前記撮像
素子との間のギャップを埋めるギャップ材とを備えた固
体撮像装置において、前記ギャップ材として低屈折率の
フッ素系樹脂を用いたことを特徴とする。また、本発明
の固体撮像装置においては、前記ギャップ材の屈折率が
１．３７乃至１．４４であることが好ましい。
【００１８】
【作用】本発明の光学ローパスフィルター内蔵固体撮像
装置は、上述の構成により、製造、組立ての簡単化が実
現できるため量産化に充分対応できる。
装置は、上述の構成により、製造、組立ての簡単化が実
現できるため量産化に充分対応できる。
【００１９】また、光学ブロック及びその組立てに関わ
る工数、コストが削減できる。
る工数、コストが削減できる。
【００２０】ベースガラスの厚みが非常に薄くでき、ま
たベースガラスを用いないアプリケーションも考えられ
る。従って従来から問題であったリング状フレアが解決
する。
たベースガラスを用いないアプリケーションも考えられ
る。従って従来から問題であったリング状フレアが解決
する。
【００２１】また、光学系の短光路長が実現でき、カメ
ラ機器の小型化を実現できる。さらに、イメージセンサ
用の封止材として低屈折率材料を用いることでパッケー
ジの削減が可能となりコストが大幅に低減できる。
ラ機器の小型化を実現できる。さらに、イメージセンサ
用の封止材として低屈折率材料を用いることでパッケー
ジの削減が可能となりコストが大幅に低減できる。
【００２２】
【実施例】次に図面を参照して本発明の実施例の説明を
する。
する。
【００２３】図１は、本発明の光学的ローパスフィルタ
ー内蔵固体撮像装置について、その形成過程とともに、
示したものである。
ー内蔵固体撮像装置について、その形成過程とともに、
示したものである。
【００２４】同図の（ａ）は本発明の第１実施例を示
す。ウェハープロセス中に回折格子形成工程を含めるも
ので、製作工程の一部として、イメージセンサ１の上に
低屈折率材料２を塗布してパターンを形成し、その上に
回折格子形成用樹脂３をのせている。でき上がった装置
にはガラス基板がついていない。
す。ウェハープロセス中に回折格子形成工程を含めるも
ので、製作工程の一部として、イメージセンサ１の上に
低屈折率材料２を塗布してパターンを形成し、その上に
回折格子形成用樹脂３をのせている。でき上がった装置
にはガラス基板がついていない。
【００２５】同図の（ｂ）は、本発明の第２実施例を示
し、ダイシング後の組立工程で回折格子を形成してい
る。本実施例の装置の製作方法は、あらかじめガラス基
板４上に回折格子３を形成しておき、それを低屈折率材
料２が塗布されたイメージセンサ１上に貼り合わせる方
法である。
し、ダイシング後の組立工程で回折格子を形成してい
る。本実施例の装置の製作方法は、あらかじめガラス基
板４上に回折格子３を形成しておき、それを低屈折率材
料２が塗布されたイメージセンサ１上に貼り合わせる方
法である。
【００２６】上記２つの実施例において、低屈折材料２
は従来の固体撮像装置におけるスペーサーとそれによっ
て作られる空隙（ギャップ）に相当するもので、ギャッ
プ材となる低屈折材料としては、光ファイバーのハード
クラッド材として広く利用されているフッ素系樹脂等が
用いられる。
は従来の固体撮像装置におけるスペーサーとそれによっ
て作られる空隙（ギャップ）に相当するもので、ギャッ
プ材となる低屈折材料としては、光ファイバーのハード
クラッド材として広く利用されているフッ素系樹脂等が
用いられる。
【００２７】ギャップ材によって、従来装置における空
気で成るギャップと同等の分離幅を得るためには格子面
と撮像面との距離ｇ′を次のように設定する。
気で成るギャップと同等の分離幅を得るためには格子面
と撮像面との距離ｇ′を次のように設定する。
【００２８】分離幅 δ＝ｇ′λ／ｐ ‥‥‥ （２） 但しｇ′は低屈折材料を用いたときの格子面と撮像面と
の距離
の距離
【００２９】空気の屈折率をＮair 、低屈折率材料の屈
折率をＮｄとすると、スネル(Snell) の法則から Ｎair ・ｓｉｎθ＝Ｎｄ・ｓｉｎθ′ ‥‥‥ （３） ここでθは空気中での±１次回折角、θ′は低屈折率材
料中での±１次回折角を示す。
折率をＮｄとすると、スネル(Snell) の法則から Ｎair ・ｓｉｎθ＝Ｎｄ・ｓｉｎθ′ ‥‥‥ （３） ここでθは空気中での±１次回折角、θ′は低屈折率材
料中での±１次回折角を示す。
【００３０】空気の屈折率はＮair ＝１であるから、式
（３）から Ｎｄ＝ｓｉｎθ／ｓｉｎθ′≒ｇ′／ｇ ‥‥‥ （４） が得られる。
（３）から Ｎｄ＝ｓｉｎθ／ｓｉｎθ′≒ｇ′／ｇ ‥‥‥ （４） が得られる。
【００３１】それゆえ、 分離幅 δ＝ｇ・Ｎｄ・λ／ｐ ‥‥‥ （５） となり、概ね空気の時に比べてＮｄ倍のギャップを設け
ればよいことがわかる。
ればよいことがわかる。
【００３２】図４は上述の説明をわかり易くするために
図解したものである。低屈折率材料としては屈折率が
１．３７乃至１．４４程度のフッ素系樹脂が好ましく、
市販のものとして光センサー用の封止剤として利用され
るＤＥＦＥＮＳＡ（商品名）がある。これについては本
説明の末尾に提げた表１に示してある。
図解したものである。低屈折率材料としては屈折率が
１．３７乃至１．４４程度のフッ素系樹脂が好ましく、
市販のものとして光センサー用の封止剤として利用され
るＤＥＦＥＮＳＡ（商品名）がある。これについては本
説明の末尾に提げた表１に示してある。
【００３３】本実施例においては、従来のこの種の装置
におけるスペーサーとエア（空気）ギャップに代えて低
屈折率材料が用いられているため、高精度のギャップが
実現でき、理想的なＭＴＦ（modulation transfer func
tion）特性を得ることができる。
におけるスペーサーとエア（空気）ギャップに代えて低
屈折率材料が用いられているため、高精度のギャップが
実現でき、理想的なＭＴＦ（modulation transfer func
tion）特性を得ることができる。
【００３４】図３は、ギャップ値変動によるＭＴＦ特性
変化を示したものである。横軸に入力光の空間周波数、
縦軸にＭＴＦをとってある。（ａ）は理想的なギャップ
値を示し、（ｂ）は理想的なギャップ値から−１０％変
動した場合を示す。
変化を示したものである。横軸に入力光の空間周波数、
縦軸にＭＴＦをとってある。（ａ）は理想的なギャップ
値を示し、（ｂ）は理想的なギャップ値から−１０％変
動した場合を示す。
【００３５】ギャップが１０％変動すると、変調度とト
ラップポイントが共に５％程度変動する。このことはコ
ンピュータシミュレーションにおいても実験結果におい
ても立証されている。
ラップポイントが共に５％程度変動する。このことはコ
ンピュータシミュレーションにおいても実験結果におい
ても立証されている。
【００３６】以上本発明の２つの実施例について説明し
たが、前述のフッ素系樹脂等の低屈折率材料がイメージ
センサ用の封止材料として使えることから図２の（ｂ）
に示すように本発明の光学的ローパスフィルターはパッ
ケージと一体的に構成することができる。
たが、前述のフッ素系樹脂等の低屈折率材料がイメージ
センサ用の封止材料として使えることから図２の（ｂ）
に示すように本発明の光学的ローパスフィルターはパッ
ケージと一体的に構成することができる。
【００３７】即ち、従来のイメージセンサ装着方法は図
２の（ａ）に示すように、イメージセンサ１と回折格子
３とスペーサー９から成るセンサ素子をパッケージ６内
に取り付け、パッケージ前面をシールガラス７で覆う方
法をとっていた。
２の（ａ）に示すように、イメージセンサ１と回折格子
３とスペーサー９から成るセンサ素子をパッケージ６内
に取り付け、パッケージ前面をシールガラス７で覆う方
法をとっていた。
【００３８】これに対して、本発明の第３実施例とし
て、図２の（ｂ）に示すとおり、ベース材料１０の上に
イメージセンサ１、低屈折材料２、回折格子３を順次積
み重ね、全体を低屈折材料２で封止して撮像装置を構成
することもできる。
て、図２の（ｂ）に示すとおり、ベース材料１０の上に
イメージセンサ１、低屈折材料２、回折格子３を順次積
み重ね、全体を低屈折材料２で封止して撮像装置を構成
することもできる。
【００３９】以上、本発明の回折格子による光学的ロー
パスフィルターを内蔵した撮像装置について、実施例と
ともに説明したが、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種
々の変形をとり得ることは云うまでもない。
パスフィルターを内蔵した撮像装置について、実施例と
ともに説明したが、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種
々の変形をとり得ることは云うまでもない。
【００４０】
【発明の効果】本発明の光学的ローパスフィルター内蔵
型撮像装置は、上述の構成により、製造、組立ての簡単
化が実現できるため量産化に充分対応できる。
型撮像装置は、上述の構成により、製造、組立ての簡単
化が実現できるため量産化に充分対応できる。
【００４１】また、光学ブロック及びその組立に関わる
工数、コストが削減できる。
工数、コストが削減できる。
【００４２】ベースガラスの厚みが非常に薄くでき、ま
たベースガラスを用いないアプリケーションも考えられ
る。従って従来から問題であったリング状フレアが解決
する。
たベースガラスを用いないアプリケーションも考えられ
る。従って従来から問題であったリング状フレアが解決
する。
【００４３】また光学系の短光路長が実現でき、カメラ
機器の小型化を実現できる。さらに、イメージセンサ用
の封止材として低屈折率材料を用いることでパッケージ
の削減が可能となりコストが大幅に低減できる。
機器の小型化を実現できる。さらに、イメージセンサ用
の封止材として低屈折率材料を用いることでパッケージ
の削減が可能となりコストが大幅に低減できる。
【表１】
【図１】本発明回折格子型光学的ローパスフィルター内
蔵固体撮像装置の構造及び製法を示す図である。
蔵固体撮像装置の構造及び製法を示す図である。
【図２】従来のパッケージ（ａ）と本発明のパッケージ
（ｂ）を対比して示した断面図である。
（ｂ）を対比して示した断面図である。
【図３】ギャップ値変動によるＭＴＦ特性変化を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図４】回折光の分布モデルを示す説明図である。
【図５】同一分離幅を得るための回折角モデルを示す線
図である。
図である。
【図６】従来の固体撮像装置のギャップ保持方法を示す
回折格子斜視図である。
回折格子斜視図である。
【図７】主レンズ、回折格子、撮像素子の配置を示す光
学系断面図である。
学系断面図である。
１ イメージセンサ（固体撮像素子） ２ 低屈折率材料 ３ 回折格子 ４ ガラス基板 ５ 回折格子形成用樹脂
Claims (2)
- 【請求項１】 固体撮像素子と、 光学的ローパスフィルターを構成する回折格子と、 該回折格子と前記撮像素子との間のギャップを埋めるギ
ャップ材と、 を備えた固体撮像装置において、 前記ギャップ材として低屈折率のフッ素系樹脂を用いた
ことを特徴とする光学的ローパスフィルター内蔵型固体
撮像装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の固体撮像装置におい
て、前記ギャップ材の屈折率が１．３７乃至１．４４で
あることを特徴とする光学的ローパスフィルター内蔵型
固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5222568A JPH0777606A (ja) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | 光学的ローパスフィルター内蔵型撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5222568A JPH0777606A (ja) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | 光学的ローパスフィルター内蔵型撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0777606A true JPH0777606A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=16784505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5222568A Pending JPH0777606A (ja) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | 光学的ローパスフィルター内蔵型撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0777606A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1104181A2 (en) * | 1999-11-17 | 2001-05-30 | HAVIT Co., Ltd., Suite 6114 TBI Center | Solid-state imaging device into which optical low pass filter is integrated |
| JP2003315524A (ja) * | 2002-04-25 | 2003-11-06 | Nikon Corp | 複合型光学素子の製造方法、複合型光学素子、及び回折光学素子 |
| JP2007212549A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Pentax Corp | 光学フィルタの接着装置 |
| KR100843621B1 (ko) * | 2006-08-08 | 2008-07-03 | 주식회사 거성기업 | 3차원 입체영상 재현용 전하결합소자 |
-
1993
- 1993-09-07 JP JP5222568A patent/JPH0777606A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1104181A2 (en) * | 1999-11-17 | 2001-05-30 | HAVIT Co., Ltd., Suite 6114 TBI Center | Solid-state imaging device into which optical low pass filter is integrated |
| EP1104181A3 (en) * | 1999-11-17 | 2002-04-17 | HAVIT Co., Ltd., Suite 6114 TBI Center | Solid-state imaging device into which optical low pass filter is integrated |
| JP2003315524A (ja) * | 2002-04-25 | 2003-11-06 | Nikon Corp | 複合型光学素子の製造方法、複合型光学素子、及び回折光学素子 |
| JP2007212549A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Pentax Corp | 光学フィルタの接着装置 |
| KR100843621B1 (ko) * | 2006-08-08 | 2008-07-03 | 주식회사 거성기업 | 3차원 입체영상 재현용 전하결합소자 |
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