JPH11243187A - 固体撮像素子、固体撮像素子用光学素子、固体撮像素子の製造方法及び電子カメラ - Google Patents
固体撮像素子、固体撮像素子用光学素子、固体撮像素子の製造方法及び電子カメラInfo
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- JPH11243187A JPH11243187A JP9742398A JP9742398A JPH11243187A JP H11243187 A JPH11243187 A JP H11243187A JP 9742398 A JP9742398 A JP 9742398A JP 9742398 A JP9742398 A JP 9742398A JP H11243187 A JPH11243187 A JP H11243187A
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Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 装置メーカーにおいてコストアップを伴うこ
となく、ゴミの付着に伴う画像の劣化が防止できる固体
撮像素子、該固体撮像素子用光学素子、該固体撮像素子
の製造方法及び電子カメラを提供することを課題とす
る。 【解決手段】 固体撮像素子２０の受光面２１１を光学
素子２３で密閉するとともに、該光学素子２３はローパ
スフィルター２３２〜２３５を備えている。また、受光
面上における縦方向の画素ピッチと横方向の画素ピッチ
とのうち大きい画素ピッチＰが６（μｍ）以下である場
合、Ｐ・ｄ≧１３×１０3（ただし、ｄは、前記受光面
と前記光学素子の被写体側の面との間の距離（μｍ））
の条件を満足させる。
となく、ゴミの付着に伴う画像の劣化が防止できる固体
撮像素子、該固体撮像素子用光学素子、該固体撮像素子
の製造方法及び電子カメラを提供することを課題とす
る。 【解決手段】 固体撮像素子２０の受光面２１１を光学
素子２３で密閉するとともに、該光学素子２３はローパ
スフィルター２３２〜２３５を備えている。また、受光
面上における縦方向の画素ピッチと横方向の画素ピッチ
とのうち大きい画素ピッチＰが６（μｍ）以下である場
合、Ｐ・ｄ≧１３×１０3（ただし、ｄは、前記受光面
と前記光学素子の被写体側の面との間の距離（μｍ））
の条件を満足させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、受光面を光学素子
及びパッケージ部材によって密閉され、前記光学素子を
透過して受光面に入射した光を電気信号に変換する固体
撮像素子、該固体撮像素子用光学素子、該固体撮像素子
の製造方法及び電子カメラに関する。
及びパッケージ部材によって密閉され、前記光学素子を
透過して受光面に入射した光を電気信号に変換する固体
撮像素子、該固体撮像素子用光学素子、該固体撮像素子
の製造方法及び電子カメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇ
ｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）は、受光面に入
射した光を電気信号に変換する固体撮像素子である。こ
のＣＣＤは、図３に示すように、ＣＣＤ本体１に対し
て、枠状のパッケージ部材２と放射線防止用のカバーガ
ラス３から構成され、これらを一体化されたものが、一
般にＣＣＤとして供給される。このパッケージ部材２及
びカバーガラス３は、ＣＣＤ本体１に露呈している受光
面４にゴミが付着するのを防止するために、受光面４を
密閉している。したがって、ＣＣＤは、カバーガラス３
を透過した光を受光面４で受光し、電気信号に変換した
後、端子から出力することになる。
ｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）は、受光面に入
射した光を電気信号に変換する固体撮像素子である。こ
のＣＣＤは、図３に示すように、ＣＣＤ本体１に対し
て、枠状のパッケージ部材２と放射線防止用のカバーガ
ラス３から構成され、これらを一体化されたものが、一
般にＣＣＤとして供給される。このパッケージ部材２及
びカバーガラス３は、ＣＣＤ本体１に露呈している受光
面４にゴミが付着するのを防止するために、受光面４を
密閉している。したがって、ＣＣＤは、カバーガラス３
を透過した光を受光面４で受光し、電気信号に変換した
後、端子から出力することになる。
【０００３】このようなＣＣＤは、デジタルスチルカメ
ラやデジタルムービーカメラなど電子カメラにも搭載さ
れて、各種分野で各種装置において広く活用されてい
る。また、この際、ＣＣＤに接近して、モアレ等を除去
するためにローパスフィルターを用いるのが一般的であ
る。
ラやデジタルムービーカメラなど電子カメラにも搭載さ
れて、各種分野で各種装置において広く活用されてい
る。また、この際、ＣＣＤに接近して、モアレ等を除去
するためにローパスフィルターを用いるのが一般的であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の技術
の進歩に伴いＣＣＤによる解像度が向上し、画素数が増
加し、しかも、小型化の要求により画素ピッチの小さい
ＣＣＤが開発されてきている。このような画素ピッチが
小さいＣＣＤを用いたところ、今までは問題にならなか
った新たな問題が生じてきた。すなわち、従来の画素ピ
ッチが大きいＣＣＤでは問題のなかったカバーガラス３
の前面（被写体側であり、ＣＣＤ本体１とは反対側）若
しくはローパスフィルターのＣＣＤ側の面に付着したゴ
ミ（微小なゴミ）が、画素ピッチが小さいＣＣＤでは問
題となり、撮像した画像に影響（画像の劣化）を与える
のである。特に、ＣＣＤの受光面上における縦方向の画
素ピッチ又は横方向の画素ピッチのいずれかが６μｍよ
り大きいＣＣＤ（例えば、１／３インチサイズ３５万画
素のＣＣＤ（この場合、縦方向の画素ピッチ及び横方向
の画素ピッチがともに７．４μｍ）では問題とはならな
かったゴミ（例えば、半径２０μｍ以下の微小なゴミ）
が、受光面上における縦方向の画素ピッチと横方向の画
素ピッチとのうち大きい画素ピッチが６μｍ以下、すな
わち、縦方向及び横方向の画素ピッチが何れも６μｍ以
下のＣＣＤ（例えば、１／３インチサイズ１００万画素
のＣＣＤ（この場合、縦方向の画素ピッチ及び横方向の
画素ピッチがともに４．６μｍ）では問題となる。
の進歩に伴いＣＣＤによる解像度が向上し、画素数が増
加し、しかも、小型化の要求により画素ピッチの小さい
ＣＣＤが開発されてきている。このような画素ピッチが
小さいＣＣＤを用いたところ、今までは問題にならなか
った新たな問題が生じてきた。すなわち、従来の画素ピ
ッチが大きいＣＣＤでは問題のなかったカバーガラス３
の前面（被写体側であり、ＣＣＤ本体１とは反対側）若
しくはローパスフィルターのＣＣＤ側の面に付着したゴ
ミ（微小なゴミ）が、画素ピッチが小さいＣＣＤでは問
題となり、撮像した画像に影響（画像の劣化）を与える
のである。特に、ＣＣＤの受光面上における縦方向の画
素ピッチ又は横方向の画素ピッチのいずれかが６μｍよ
り大きいＣＣＤ（例えば、１／３インチサイズ３５万画
素のＣＣＤ（この場合、縦方向の画素ピッチ及び横方向
の画素ピッチがともに７．４μｍ）では問題とはならな
かったゴミ（例えば、半径２０μｍ以下の微小なゴミ）
が、受光面上における縦方向の画素ピッチと横方向の画
素ピッチとのうち大きい画素ピッチが６μｍ以下、すな
わち、縦方向及び横方向の画素ピッチが何れも６μｍ以
下のＣＣＤ（例えば、１／３インチサイズ１００万画素
のＣＣＤ（この場合、縦方向の画素ピッチ及び横方向の
画素ピッチがともに４．６μｍ）では問題となる。
【０００５】このような付着するゴミは、一般的に、Ｃ
ＣＤを製造する製造メーカーにおいてできうる限り除去
するようにしているが、すべてが除去できるとは限らな
いばかりでなく、ＣＣＤを搭載した電子カメラなどの各
種装置を製造する装置メーカーが装置を組立る際にも付
着する可能性がある。そのため、装置メーカーは、この
ゴミを除去するために、装置の組立工程時にさらなる微
小なゴミの除去や付着防止を行う必要があるが、これは
製造メーカーがゴミを除去すること以上に困難なことで
ある。すなわち、先の２０μｍ以下の微小なゴミを検出
するための装置、ゴミの発生を防止する装置などをより
高精度の設備とすることが必要となるばかりでなく、製
造効率や製造コストのアップになってしまう。また、微
小なゴミが一旦付着すると除去が非常に難しい一方で、
装置メーカーにおいてゴミが付着していないＣＣＤのみ
を製品に用いることも可能であるが、この場合歩留まり
が悪く、コストアップにつながる。
ＣＤを製造する製造メーカーにおいてできうる限り除去
するようにしているが、すべてが除去できるとは限らな
いばかりでなく、ＣＣＤを搭載した電子カメラなどの各
種装置を製造する装置メーカーが装置を組立る際にも付
着する可能性がある。そのため、装置メーカーは、この
ゴミを除去するために、装置の組立工程時にさらなる微
小なゴミの除去や付着防止を行う必要があるが、これは
製造メーカーがゴミを除去すること以上に困難なことで
ある。すなわち、先の２０μｍ以下の微小なゴミを検出
するための装置、ゴミの発生を防止する装置などをより
高精度の設備とすることが必要となるばかりでなく、製
造効率や製造コストのアップになってしまう。また、微
小なゴミが一旦付着すると除去が非常に難しい一方で、
装置メーカーにおいてゴミが付着していないＣＣＤのみ
を製品に用いることも可能であるが、この場合歩留まり
が悪く、コストアップにつながる。
【０００６】そこで、本発明は、装置メーカーにおいて
コストアップを伴うことなく、ゴミの付着に伴う画像の
劣化が防止できる固体撮像素子、該固体撮像素子用光学
素子、該固体撮像素子の製造方法及び電子カメラを提供
することを課題とする。
コストアップを伴うことなく、ゴミの付着に伴う画像の
劣化が防止できる固体撮像素子、該固体撮像素子用光学
素子、該固体撮像素子の製造方法及び電子カメラを提供
することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は以下の構成に
より解決することができる。
より解決することができる。
【０００８】（１） 受光面を光学素子によって密閉さ
れ、前記光学素子を透過して受光面に入射した光を電気
信号に変換する固体撮像素子において、前記受光面上に
おける縦方向の画素ピッチと横方向の画素ピッチとのう
ち大きい画素ピッチＰが６（μｍ）以下である場合、
Ｐ・ｄ≧１３×１０3 （ただし、ｄは、前記受光面と
前記光学素子の被写体側の面との間の距離（μｍ））の
条件を満足することを特徴とする固体撮像素子。
れ、前記光学素子を透過して受光面に入射した光を電気
信号に変換する固体撮像素子において、前記受光面上に
おける縦方向の画素ピッチと横方向の画素ピッチとのう
ち大きい画素ピッチＰが６（μｍ）以下である場合、
Ｐ・ｄ≧１３×１０3 （ただし、ｄは、前記受光面と
前記光学素子の被写体側の面との間の距離（μｍ））の
条件を満足することを特徴とする固体撮像素子。
【０００９】（２） 受光面を光学素子によって密閉さ
れ、前記光学素子を透過して受光面に入射した光を電気
信号に変換する固体撮像素子において、前記光学素子は
水晶で構成されたローパスフィルターを備えたことを特
徴とする固体撮像素子。
れ、前記光学素子を透過して受光面に入射した光を電気
信号に変換する固体撮像素子において、前記光学素子は
水晶で構成されたローパスフィルターを備えたことを特
徴とする固体撮像素子。
【００１０】（３） 前記光学素子は、前記ローパスフ
ィルターと、カバーガラス及び／又は赤外カットフィル
ターとを積層した光学素子であることを特徴とする
（２）に記載の固体撮像素子。
ィルターと、カバーガラス及び／又は赤外カットフィル
ターとを積層した光学素子であることを特徴とする
（２）に記載の固体撮像素子。
【００１１】（４） 受光面に入射した光を電気信号に
変換する固体撮像素子の受光面を、密閉する固体撮像素
子用光学素子において、水晶で構成されたローパスフィ
ルターと、カバーガラス及び／又は赤外カットフィルタ
ーとを積層して構成したことを特徴とする固体撮像素子
用光学素子。
変換する固体撮像素子の受光面を、密閉する固体撮像素
子用光学素子において、水晶で構成されたローパスフィ
ルターと、カバーガラス及び／又は赤外カットフィルタ
ーとを積層して構成したことを特徴とする固体撮像素子
用光学素子。
【００１２】（５） 受光面を光学素子によって密閉さ
れ、前記光学素子を透過して受光面に入射した光を電気
信号に変換する固体撮像素子の製造方法において、前記
受光面上における縦方向の画素ピッチと横方向の画素ピ
ッチとのうち大きい画素ピッチＰが６（μｍ）以下であ
る場合、 Ｐ・ｄ≧１３×１０3 （ただし、ｄは、前
記受光面と前記光学素子の被写体側の面との間の距離
（μｍ））の条件を満足するように、前記受光面を前記
光学素子によって密閉することを特徴とする固体撮像素
子。
れ、前記光学素子を透過して受光面に入射した光を電気
信号に変換する固体撮像素子の製造方法において、前記
受光面上における縦方向の画素ピッチと横方向の画素ピ
ッチとのうち大きい画素ピッチＰが６（μｍ）以下であ
る場合、 Ｐ・ｄ≧１３×１０3 （ただし、ｄは、前
記受光面と前記光学素子の被写体側の面との間の距離
（μｍ））の条件を満足するように、前記受光面を前記
光学素子によって密閉することを特徴とする固体撮像素
子。
【００１３】（６） 受光面を光学素子によって密閉さ
れ、前記光学素子を透過して受光面に入射した光を電気
信号に変換する固体撮像素子の製造方法において、水晶
で構成されたローパスフィルターとカバーガラス及び／
又は赤外カットフィルターとを積層して、光学素子を作
成し、前記受光面を、前記光学素子で密閉することを特
徴とする固体撮像素子の製造方法。
れ、前記光学素子を透過して受光面に入射した光を電気
信号に変換する固体撮像素子の製造方法において、水晶
で構成されたローパスフィルターとカバーガラス及び／
又は赤外カットフィルターとを積層して、光学素子を作
成し、前記受光面を、前記光学素子で密閉することを特
徴とする固体撮像素子の製造方法。
【００１４】（７） 前記受光面上における縦方向の画
素ピッチと横方向の画素ピッチとのうち大きい画素ピッ
チＰが６（μｍ）以下である場合、 Ｐ・ｄ≧１３×１
０3（ただし、ｄは、前記受光面と前記光学素子の被写
体側の面との間の距離（μｍ））の条件を満足するよう
に、前記受光面を前記光学素子によって密閉することを
特徴とする（６）に記載の固体撮像素子の製造方法。
素ピッチと横方向の画素ピッチとのうち大きい画素ピッ
チＰが６（μｍ）以下である場合、 Ｐ・ｄ≧１３×１
０3（ただし、ｄは、前記受光面と前記光学素子の被写
体側の面との間の距離（μｍ））の条件を満足するよう
に、前記受光面を前記光学素子によって密閉することを
特徴とする（６）に記載の固体撮像素子の製造方法。
【００１５】（８） （１）〜（３）の固体撮像素子を
搭載した電子カメラ。
搭載した電子カメラ。
【００１６】
【発明の実施の形態】まず、本発明の実施形態を説明す
るに先立ち、固体撮像素子であるＣＣＤ２０を搭載した
装置として電子カメラ（電子スチルカメラ）の概略構成
について、機能ブロック図を示した図１に基づいて説明
する。
るに先立ち、固体撮像素子であるＣＣＤ２０を搭載した
装置として電子カメラ（電子スチルカメラ）の概略構成
について、機能ブロック図を示した図１に基づいて説明
する。
【００１７】撮影レンズ１１によって結像された被写体
像は、ＣＣＤ２０（後段において、その構成は詳述す
る）の受光面に結像される。なお、このとき撮影レンズ
１１や絞り（不図示）などをフォーカス制御手段（不図
示）や絞り制御手段（不図示）によって駆動している。
ＣＣＤ２０は、受光面に結像された被写体像を電荷量に
光電変換し、ＣＣＤ駆動手段１２からの転送パルスによ
ってアナログの画像信号を出力する。出力されたアナロ
グ信号は、プリプロセス手段１３において、ＣＤＳ（相
関二重サンプリング）処理でノイズが低減され、利得の
調整が行われる。そして、Ａ／Ｄ変換手段１４によって
デジタル画像信号に変換された後、信号処理手段１５で
輝度処理や色処理が施されてデジタルビデオ信号（例え
ば、輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｃｒ、Ｃｂ））に変換
され、少なくとも１駒分のデジタルビデオ信号を一時的
に記憶する一時記憶手段であるフレームメモリ１６に出
力される。
像は、ＣＣＤ２０（後段において、その構成は詳述す
る）の受光面に結像される。なお、このとき撮影レンズ
１１や絞り（不図示）などをフォーカス制御手段（不図
示）や絞り制御手段（不図示）によって駆動している。
ＣＣＤ２０は、受光面に結像された被写体像を電荷量に
光電変換し、ＣＣＤ駆動手段１２からの転送パルスによ
ってアナログの画像信号を出力する。出力されたアナロ
グ信号は、プリプロセス手段１３において、ＣＤＳ（相
関二重サンプリング）処理でノイズが低減され、利得の
調整が行われる。そして、Ａ／Ｄ変換手段１４によって
デジタル画像信号に変換された後、信号処理手段１５で
輝度処理や色処理が施されてデジタルビデオ信号（例え
ば、輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｃｒ、Ｃｂ））に変換
され、少なくとも１駒分のデジタルビデオ信号を一時的
に記憶する一時記憶手段であるフレームメモリ１６に出
力される。
【００１８】フレームメモリ１６に記憶されているデジ
タルビデオ信号は、間引き処理などを施されており、ビ
デオメモリ（以下、ＶＲＡＭという）１７に入力され
る。このＶＲＡＭ１７に入力されたデジタルビデオ信号
に基づいた信号は逐次読み出され、表示手段である液晶
表示手段１８に表示される。すなわち、撮影レンズ１１
によって結像された被写体像は、ＣＣＤ２０によって光
電変換されて画像信号となり、この画像信号に基づく画
像が逐次液晶表示手段１８に表示される。
タルビデオ信号は、間引き処理などを施されており、ビ
デオメモリ（以下、ＶＲＡＭという）１７に入力され
る。このＶＲＡＭ１７に入力されたデジタルビデオ信号
に基づいた信号は逐次読み出され、表示手段である液晶
表示手段１８に表示される。すなわち、撮影レンズ１１
によって結像された被写体像は、ＣＣＤ２０によって光
電変換されて画像信号となり、この画像信号に基づく画
像が逐次液晶表示手段１８に表示される。
【００１９】この液晶表示手段１８に表示された画像
を、操作者が見て、撮影するか否かを判断し、撮影する
ならば、図示しないレリーズボタンを押すことにより、
フレームメモリ１６に記憶されているデジタルビデオ信
号を、記録手段である画像蓄積メモリ１９へと転送し、
記憶させる。この画像蓄積メモリ１９は、例えば、ＳＲ
ＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭなどだけでなく、ＰＣカ
ードなどの着脱自在な記録媒体であってもよい。
を、操作者が見て、撮影するか否かを判断し、撮影する
ならば、図示しないレリーズボタンを押すことにより、
フレームメモリ１６に記憶されているデジタルビデオ信
号を、記録手段である画像蓄積メモリ１９へと転送し、
記憶させる。この画像蓄積メモリ１９は、例えば、ＳＲ
ＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭなどだけでなく、ＰＣカ
ードなどの着脱自在な記録媒体であってもよい。
【００２０】なお、上述の例では、レリーズボタンが押
圧されたことにより、フレームメモリ１６に記憶されて
いるデジタルビデオ信号を画像蓄積メモリ１９へと転送
したが、液晶表示手段１８に画像を表示させる際には、
ＣＣＤ２０によって撮像される画素数を落として（少な
くして）処理速度を向上させ、レリーズボタンが押圧さ
れたことにより、再度、ＣＣＤ２０によって高密度で撮
像を行い、同様の処理を施した後、画像蓄積メモリ１９
へと転送してもよい。また、画像蓄積メモリ１９に蓄積
されるデータとしては、デジタルビデオ信号を圧縮した
データであってもよい。
圧されたことにより、フレームメモリ１６に記憶されて
いるデジタルビデオ信号を画像蓄積メモリ１９へと転送
したが、液晶表示手段１８に画像を表示させる際には、
ＣＣＤ２０によって撮像される画素数を落として（少な
くして）処理速度を向上させ、レリーズボタンが押圧さ
れたことにより、再度、ＣＣＤ２０によって高密度で撮
像を行い、同様の処理を施した後、画像蓄積メモリ１９
へと転送してもよい。また、画像蓄積メモリ１９に蓄積
されるデータとしては、デジタルビデオ信号を圧縮した
データであってもよい。
【００２１】このような電子カメラに搭載される固体撮
像素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ
Ｄｅｖｉｃｅｓ）２０について、ＣＣＤ２０の分解斜視
図である図２（ａ）及び組み立て断面図である図２
（ｂ）に基づきながら説明する。
像素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ
Ｄｅｖｉｃｅｓ）２０について、ＣＣＤ２０の分解斜視
図である図２（ａ）及び組み立て断面図である図２
（ｂ）に基づきながら説明する。
【００２２】ＣＣＤ２０は、ＣＣＤ本体２１、パッケー
ジ部材２２及び光学素子２３から構成されている。ＣＣ
Ｄ本体２１は、光学素子２３を透過した光を受光面２１
１で受光し、電気信号に変換した後、端子２１２から出
力する集積回路を有している。パッケージ部材２２は、
樹脂或いはセラミックで成型された枠体であって、ＣＣ
Ｄ本体２１の受光面２１１を囲うように構成されてい
る。
ジ部材２２及び光学素子２３から構成されている。ＣＣ
Ｄ本体２１は、光学素子２３を透過した光を受光面２１
１で受光し、電気信号に変換した後、端子２１２から出
力する集積回路を有している。パッケージ部材２２は、
樹脂或いはセラミックで成型された枠体であって、ＣＣ
Ｄ本体２１の受光面２１１を囲うように構成されてい
る。
【００２３】光学素子２３は、平板状の光透過性の光学
素子であり、本実施形態においては、多層構成とし、こ
れら多層を積層して一体化したものである。具体的に、
この光学素子は、カバーガラス（放射線防止膜を有して
いる）２３１、４層のローパスフィルター２３２〜２３
５、赤外カットフィルター２３６及び反射防止膜２３７
を積層したものである。
素子であり、本実施形態においては、多層構成とし、こ
れら多層を積層して一体化したものである。具体的に、
この光学素子は、カバーガラス（放射線防止膜を有して
いる）２３１、４層のローパスフィルター２３２〜２３
５、赤外カットフィルター２３６及び反射防止膜２３７
を積層したものである。
【００２４】カバーガラス２３１は、ガラスの平板で構
成され、受光面２１１に放射線が入射することに伴う画
像の劣化（白飛キズ、すなわち、周辺の画素より高輝度
の画素になってしまう）の発生を防止するための放射線
防止膜を有している。なお、このカバーガラス２３１表
面（被写体側）に、反射を防止する反射防止膜を設けて
もよい。
成され、受光面２１１に放射線が入射することに伴う画
像の劣化（白飛キズ、すなわち、周辺の画素より高輝度
の画素になってしまう）の発生を防止するための放射線
防止膜を有している。なお、このカバーガラス２３１表
面（被写体側）に、反射を防止する反射防止膜を設けて
もよい。
【００２５】ローパスフィルター２３２〜２３５は、モ
アレなどの疑似信号を防止するための光学的なフィルタ
ーである。すなわち、ＣＣＤ２０を電子カメラなど各種
装置に用いた場合、ＣＣＤ２０の受光面２１１の画素配
列などにより定まるサンプリング周波数と、受光面２１
１上に形成される物体像（被写体像）の空間周波数成分
との干渉により発生するモアレ、エリアシング等と呼ば
れる疑似信号を除去するために、水晶等の複屈折板から
成る光学的なフィルターである。このローパスフィルタ
ー２３２〜２３５のそれぞれの機能は、ローパスフィル
ター２３２が縦方向（図２（ａ）においてａ方向）、ロ
ーパスフィルター２３３が斜め方向（同ｄ方向）、ロー
パスフィルター２３４が横方向（同ｂ方向）、ローパス
フィルター２３５が斜め方向（同ｃ方向）の成分を除去
するためのフィルターである。なお、本実施の形態で
は、４層のローパスフィルター２３２〜２３５を用いた
が、縦方向と横方向の２層のローパスフィルターで構成
するなど、層の数を減らしてもよい。
アレなどの疑似信号を防止するための光学的なフィルタ
ーである。すなわち、ＣＣＤ２０を電子カメラなど各種
装置に用いた場合、ＣＣＤ２０の受光面２１１の画素配
列などにより定まるサンプリング周波数と、受光面２１
１上に形成される物体像（被写体像）の空間周波数成分
との干渉により発生するモアレ、エリアシング等と呼ば
れる疑似信号を除去するために、水晶等の複屈折板から
成る光学的なフィルターである。このローパスフィルタ
ー２３２〜２３５のそれぞれの機能は、ローパスフィル
ター２３２が縦方向（図２（ａ）においてａ方向）、ロ
ーパスフィルター２３３が斜め方向（同ｄ方向）、ロー
パスフィルター２３４が横方向（同ｂ方向）、ローパス
フィルター２３５が斜め方向（同ｃ方向）の成分を除去
するためのフィルターである。なお、本実施の形態で
は、４層のローパスフィルター２３２〜２３５を用いた
が、縦方向と横方向の２層のローパスフィルターで構成
するなど、層の数を減らしてもよい。
【００２６】赤外カットフィルター２３６は、赤外線を
カットするための光学的なフィルターである。
カットするための光学的なフィルターである。
【００２７】このような光学素子２３は、大面積（光学
素子２３が複数枚分取れる大きさ）の各層２３１〜２３
６、すなわち、カバーガラス２３１、ローパスフィルタ
ー２３２〜２３５及び赤外カットフィルター２３６を、
図２に示すような順序で積層し、各層２３１〜２３６間
はエポキシ樹脂を用いて接合し固着する。そして、大面
積で積層されたものから、所定の大きさ（１枚分の光学
素子２３の大きさ）にカットして光学素子２３を作成す
る。このように作成することにより、カットに際して発
生する加工粉がゴミとして、各層２３１〜２３６間に入
り込むことがなくなる。
素子２３が複数枚分取れる大きさ）の各層２３１〜２３
６、すなわち、カバーガラス２３１、ローパスフィルタ
ー２３２〜２３５及び赤外カットフィルター２３６を、
図２に示すような順序で積層し、各層２３１〜２３６間
はエポキシ樹脂を用いて接合し固着する。そして、大面
積で積層されたものから、所定の大きさ（１枚分の光学
素子２３の大きさ）にカットして光学素子２３を作成す
る。このように作成することにより、カットに際して発
生する加工粉がゴミとして、各層２３１〜２３６間に入
り込むことがなくなる。
【００２８】このようなＣＣＤ本体２１と、パッケージ
部材２２及び光学素子２３とを接合することにより、図
２（ｂ）に示すように、ＣＣＤ２０を組み立てる。すな
わち、光学素子２３とパッケージ部材２２によって、Ｃ
ＣＤ本体２１の受光面２１１を密閉する。このように組
み立てられたＣＣＤ２０は、光学素子２３を透過した光
を受光面２１１で受光し、上述したように、光電変換し
た電気信号を端子２１２からプリプロセス手段１３へと
ＣＣＤ駆動手段１２からの制御信号に基づいて出力す
る。
部材２２及び光学素子２３とを接合することにより、図
２（ｂ）に示すように、ＣＣＤ２０を組み立てる。すな
わち、光学素子２３とパッケージ部材２２によって、Ｃ
ＣＤ本体２１の受光面２１１を密閉する。このように組
み立てられたＣＣＤ２０は、光学素子２３を透過した光
を受光面２１１で受光し、上述したように、光電変換し
た電気信号を端子２１２からプリプロセス手段１３へと
ＣＣＤ駆動手段１２からの制御信号に基づいて出力す
る。
【００２９】このように、本実施形態では、ＣＣＤ２０
の受光面２１１を密閉する光学素子２３を厚くすること
により、ＣＣＤ２０の受光面２１１と、受光面２１１を
密閉する光学素子２３の前面（被写体側であり、ＣＣＤ
本体２１とは反対側）との間の距離ｄ（図２（ｂ）参
照）が長くなり、画素ピッチの小さいＣＣＤ２０であっ
ても、光学素子２３の前面に微小なゴミが付着したとし
ても、そのゴミが受光面上では目立たなくなり、ゴミに
よる画像の劣化が防止できる。
の受光面２１１を密閉する光学素子２３を厚くすること
により、ＣＣＤ２０の受光面２１１と、受光面２１１を
密閉する光学素子２３の前面（被写体側であり、ＣＣＤ
本体２１とは反対側）との間の距離ｄ（図２（ｂ）参
照）が長くなり、画素ピッチの小さいＣＣＤ２０であっ
ても、光学素子２３の前面に微小なゴミが付着したとし
ても、そのゴミが受光面上では目立たなくなり、ゴミに
よる画像の劣化が防止できる。
【００３０】すなわち、ＣＣＤの受光面上における縦方
向の画素ピッチ又は横方向の画素ピッチが６μｍより大
きいＣＣＤでは問題とはならなかったゴミが、受光面上
における縦方向の画素ピッチと横方向の画素ピッチとの
うち大きい画素ピッチＰが６μｍ以下のＣＣＤでは問題
となることを、本発明者らが鋭意検討した結果、画素ピ
ッチＰ（μｍ）と、距離ｄ（μｍ）とが、 Ｐ・ｄ≧１３×１０3 の関係（条件）を満足することで、解決できることを見
いだしたのである。
向の画素ピッチ又は横方向の画素ピッチが６μｍより大
きいＣＣＤでは問題とはならなかったゴミが、受光面上
における縦方向の画素ピッチと横方向の画素ピッチとの
うち大きい画素ピッチＰが６μｍ以下のＣＣＤでは問題
となることを、本発明者らが鋭意検討した結果、画素ピ
ッチＰ（μｍ）と、距離ｄ（μｍ）とが、 Ｐ・ｄ≧１３×１０3 の関係（条件）を満足することで、解決できることを見
いだしたのである。
【００３１】これにより、このＣＣＤ２０を搭載した電
子カメラを組み立てる際には、微小なゴミの付着を気に
せずとも組み立てを行うことができ、製造効率をアップ
させたり、製造コストのアップを防止することができ
る。
子カメラを組み立てる際には、微小なゴミの付着を気に
せずとも組み立てを行うことができ、製造効率をアップ
させたり、製造コストのアップを防止することができ
る。
【００３２】なお、本実施形態においては、ＣＣＤ２０
の受光面２１１を密閉する光学素子２３として、カバー
ガラス２３１、４層のローパスフィルター２３２〜２３
５、及び、赤外カットフィルター２３６を積層すること
により、必要な各層が予めＣＣＤ２０に設けられている
ので、電子カメラの組み立てメーカーとしては、電子カ
メラを組み立てる際に、各層を組み立てる必要がなく、
製造効率を向上させることができる。しかしながら、Ｃ
ＣＤの受光面２１１を密閉する光学素子２３としては、
少なくとも、光軸方向の厚さが厚くなる水晶で構成され
たローパスフィルター２３２〜２３５を備えることによ
り、前述した微小なゴミの付着の問題を解決することが
できる。
の受光面２１１を密閉する光学素子２３として、カバー
ガラス２３１、４層のローパスフィルター２３２〜２３
５、及び、赤外カットフィルター２３６を積層すること
により、必要な各層が予めＣＣＤ２０に設けられている
ので、電子カメラの組み立てメーカーとしては、電子カ
メラを組み立てる際に、各層を組み立てる必要がなく、
製造効率を向上させることができる。しかしながら、Ｃ
ＣＤの受光面２１１を密閉する光学素子２３としては、
少なくとも、光軸方向の厚さが厚くなる水晶で構成され
たローパスフィルター２３２〜２３５を備えることによ
り、前述した微小なゴミの付着の問題を解決することが
できる。
【００３３】
【実施例】コニカ（株）製デジタルスチルカメラ「ＱＭ
−１００」のレンズユニットに、ＣＣＤとして１／３
インチサイズ３５万画素（縦方向の画素ピッチ及び横方
向の画素ピッチがともに７．４μｍ、すなわち、Ｐ＝
７．４μｍ）、１／３インチサイズ１００万画素（縦
方向の画素ピッチ及び横方向の画素ピッチがともに４．
６μｍ、すなわち、Ｐ＝４．６μｍ）を用い、また、そ
れぞれに対応する回路基板を用いた。これらＣＣＤは、
次に記した光学素子で、ＣＣＤの受光面をパッケージ部
材とともに密閉した。
−１００」のレンズユニットに、ＣＣＤとして１／３
インチサイズ３５万画素（縦方向の画素ピッチ及び横方
向の画素ピッチがともに７．４μｍ、すなわち、Ｐ＝
７．４μｍ）、１／３インチサイズ１００万画素（縦
方向の画素ピッチ及び横方向の画素ピッチがともに４．
６μｍ、すなわち、Ｐ＝４．６μｍ）を用い、また、そ
れぞれに対応する回路基板を用いた。これらＣＣＤは、
次に記した光学素子で、ＣＣＤの受光面をパッケージ部
材とともに密閉した。
【００３４】光学素子として、 光学素子１・・・カバーガラスのみ、 光学素子２・・・水晶で構成された４層のローパスフィ
ルターのみ、 光学素子３・・・水晶で構成された４層のローパスフィ
ルターとカバーガラス、 光学素子４・・・水晶で構成された４層のローパスフィ
ルターと赤外カットフィルターとカバーガラス（これが
上述した本実施形態である）、 光学素子５・・・水晶で構成された３層のローパスフィ
ルターのみ、 光学素子６・・・水晶で構成された３層のローパスフィ
ルターとカバーガラス、 光学素子７・・・水晶で構成された３層のローパスフィ
ルターと赤外カットフィルターとカバーガラス、 の７種類の光学素子を用いた。
ルターのみ、 光学素子３・・・水晶で構成された４層のローパスフィ
ルターとカバーガラス、 光学素子４・・・水晶で構成された４層のローパスフィ
ルターと赤外カットフィルターとカバーガラス（これが
上述した本実施形態である）、 光学素子５・・・水晶で構成された３層のローパスフィ
ルターのみ、 光学素子６・・・水晶で構成された３層のローパスフィ
ルターとカバーガラス、 光学素子７・・・水晶で構成された３層のローパスフィ
ルターと赤外カットフィルターとカバーガラス、 の７種類の光学素子を用いた。
【００３５】そして、各光学素子におけるＣＣＤの受光
面と光学素子の被写体側の面との間の距離ｄ（μｍ）
は、表１の如くになるように、光学素子とパッケージ部
材とでＣＣＤの受光面を密閉した。因みに、カバーガラ
スの厚さは０．８ｍｍ、水晶で構成された４層のローパ
スフィルターの厚さは４．３ｍｍ、水晶で構成された３
層のローパスフィルターの厚さは２．０６ｍｍ、赤外カ
ットフィルタの厚さは１．０ｍｍである。また、４層の
ローパスフィルターを、縦方向（０度）、斜め方向（４
５度）、横方向（９０度）、斜め方向（１３５度）の成
分を除去する各フィルターで構成し、３層のローパスフ
ィルターを、縦方向（０度）、斜め方向（４５度）、横
方向（９０度）の成分を除去する各フィルターで構成し
た。
面と光学素子の被写体側の面との間の距離ｄ（μｍ）
は、表１の如くになるように、光学素子とパッケージ部
材とでＣＣＤの受光面を密閉した。因みに、カバーガラ
スの厚さは０．８ｍｍ、水晶で構成された４層のローパ
スフィルターの厚さは４．３ｍｍ、水晶で構成された３
層のローパスフィルターの厚さは２．０６ｍｍ、赤外カ
ットフィルタの厚さは１．０ｍｍである。また、４層の
ローパスフィルターを、縦方向（０度）、斜め方向（４
５度）、横方向（９０度）、斜め方向（１３５度）の成
分を除去する各フィルターで構成し、３層のローパスフ
ィルターを、縦方向（０度）、斜め方向（４５度）、横
方向（９０度）の成分を除去する各フィルターで構成し
た。
【００３６】実験は、光学素子の前面に微小なゴミ（半
径約５μｍ）を付着させ、白色の被写体を、Ｆ値＝１１
で撮影し、画像をモニターに表示させて、目視により確
認を行った。その結果を表１に示す。なお、表１におい
て、「○」印はゴミの影響が見られなかったことを示
し、「×」印は白色面にゴミによる画像が判別できたこ
とを示している。
径約５μｍ）を付着させ、白色の被写体を、Ｆ値＝１１
で撮影し、画像をモニターに表示させて、目視により確
認を行った。その結果を表１に示す。なお、表１におい
て、「○」印はゴミの影響が見られなかったことを示
し、「×」印は白色面にゴミによる画像が判別できたこ
とを示している。
【００３７】
【表１】
【００３８】表１から分かるように、ＣＣＤを密閉する
光学素子としてカバーガラスのみの場合（光学素子１）
は、画素ピッチ（Ｐ＝７．４μｍ）が大きいＣＣＤ（３
５万画素）では問題のなかったゴミが、画素ピッチ（Ｐ
＝４．６μｍ）が小さいＣＣＤ（１００万画素）では判
別でき画像の劣化として現れている。これに対して、ロ
ーパスフィルターを備えた光学素子を用いた場合（ロー
パスフィルターのみの光学素子２、５、ローパスフィル
ターとカバーガラスの光学素子３、６、ローパスフィル
ターと赤外カットフィルターとカバーガラスの光学素子
４、７）は、画素ピッチ（Ｐ＝４．６μｍ）が小さいＣ
ＣＤ（１００万画素）であっても、画像の劣化が生じ
ていない。
光学素子としてカバーガラスのみの場合（光学素子１）
は、画素ピッチ（Ｐ＝７．４μｍ）が大きいＣＣＤ（３
５万画素）では問題のなかったゴミが、画素ピッチ（Ｐ
＝４．６μｍ）が小さいＣＣＤ（１００万画素）では判
別でき画像の劣化として現れている。これに対して、ロ
ーパスフィルターを備えた光学素子を用いた場合（ロー
パスフィルターのみの光学素子２、５、ローパスフィル
ターとカバーガラスの光学素子３、６、ローパスフィル
ターと赤外カットフィルターとカバーガラスの光学素子
４、７）は、画素ピッチ（Ｐ＝４．６μｍ）が小さいＣ
ＣＤ（１００万画素）であっても、画像の劣化が生じ
ていない。
【００３９】別の観点で言えば、受光面上における縦方
向の画素ピッチと横方向の画素ピッチとのうち大きい画
素ピッチＰが６（μｍ）以下である場合、Ｐ・ｄ≧１３
×１０3の条件を満足することにより、画像の劣化を抑
えることができる。
向の画素ピッチと横方向の画素ピッチとのうち大きい画
素ピッチＰが６（μｍ）以下である場合、Ｐ・ｄ≧１３
×１０3の条件を満足することにより、画像の劣化を抑
えることができる。
【００４０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
装置メーカーにおいてコストアップを伴うことなく、ゴ
ミの付着に伴う画像の劣化が防止できる固体撮像素子、
該固体撮像素子用光学素子、該固体撮像素子の製造方法
及び電子カメラを提供することができる。
装置メーカーにおいてコストアップを伴うことなく、ゴ
ミの付着に伴う画像の劣化が防止できる固体撮像素子、
該固体撮像素子用光学素子、該固体撮像素子の製造方法
及び電子カメラを提供することができる。
【図１】電子カメラの機能ブロック図である。
【図２】本実施形態のＣＣＤの分解斜視図（ａ）及び組
み立て断面図（ｂ）である。
み立て断面図（ｂ）である。
【図３】従来のＣＣＤの分解斜視図（ａ）及び組み立て
断面図（ｂ）である。
断面図（ｂ）である。
２０ ＣＣＤ（固体撮像素子） ２１ ＣＣＤ本体 ２２ パッケージ部材 ２３ 光学素子 ２１１ 受光面 ２３１ カバーガラス ２３２〜２３５ ローパスフィルター ２３６ 赤外カットフィルター
Claims (8)
- 【請求項１】 受光面を光学素子によって密閉され、前
記光学素子を透過して受光面に入射した光を電気信号に
変換する固体撮像素子において、 前記受光面上における縦方向の画素ピッチと横方向の画
素ピッチとのうち大きい画素ピッチＰが６（μｍ）以下
である場合、 Ｐ・ｄ≧１３×１０3 （ただし、ｄは、前記受光面と前記光学素子の被写体側
の面との間の距離（μｍ））の条件を満足することを特
徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】 受光面を光学素子によって密閉され、前
記光学素子を透過して受光面に入射した光を電気信号に
変換する固体撮像素子において、前記光学素子は水晶で
構成されたローパスフィルターを備えたことを特徴とす
る固体撮像素子。 - 【請求項３】 前記光学素子は、前記ローパスフィルタ
ーと、カバーガラス及び／又は赤外カットフィルターと
を積層した光学素子であることを特徴とする請求項２に
記載の固体撮像素子。 - 【請求項４】 受光面に入射した光を電気信号に変換す
る固体撮像素子の受光面を、密閉する固体撮像素子用光
学素子において、 水晶で構成されたローパスフィルターと、カバーガラス
及び／又は赤外カットフィルターとを積層して構成した
ことを特徴とする固体撮像素子用光学素子。 - 【請求項５】 受光面を光学素子によって密閉され、前
記光学素子を透過して受光面に入射した光を電気信号に
変換する固体撮像素子の製造方法において、前記受光面
上における縦方向の画素ピッチと横方向の画素ピッチと
のうち大きい画素ピッチＰが６（μｍ）以下である場
合、 Ｐ・ｄ≧１３×１０3 （ただし、ｄは、前記受光面と前記光学素子の被写体側
の面との間の距離（μｍ））の条件を満足するように、
前記受光面を前記光学素子によって密閉することを特徴
とする固体撮像素子。 - 【請求項６】 受光面を光学素子によって密閉され、前
記光学素子を透過して受光面に入射した光を電気信号に
変換する固体撮像素子の製造方法において、水晶で構成
されたローパスフィルターとカバーガラス及び／又は赤
外カットフィルターとを積層して、光学素子を作成し、
前記受光面を、前記光学素子で密閉することを特徴とす
る固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項７】 前記受光面上における縦方向の画素ピッ
チと横方向の画素ピッチとのうち大きい画素ピッチＰが
６（μｍ）以下である場合、 Ｐ・ｄ≧１３×１０3 （ただし、ｄは、前記受光面と前記光学素子の被写体側
の面との間の距離（μｍ））の条件を満足するように、
前記受光面を前記光学素子によって密閉することを特徴
とする請求項６に記載の固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項８】 請求項１〜３の固体撮像素子を搭載した
電子カメラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9742398A JPH11243187A (ja) | 1997-12-25 | 1998-04-09 | 固体撮像素子、固体撮像素子用光学素子、固体撮像素子の製造方法及び電子カメラ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-357178 | 1997-12-25 | ||
| JP35717897 | 1997-12-25 | ||
| JP9742398A JPH11243187A (ja) | 1997-12-25 | 1998-04-09 | 固体撮像素子、固体撮像素子用光学素子、固体撮像素子の製造方法及び電子カメラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11243187A true JPH11243187A (ja) | 1999-09-07 |
Family
ID=26438594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9742398A Pending JPH11243187A (ja) | 1997-12-25 | 1998-04-09 | 固体撮像素子、固体撮像素子用光学素子、固体撮像素子の製造方法及び電子カメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11243187A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001244447A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | 固体撮像装置及びデジタルカメラ |
| US6583819B2 (en) | 2000-06-19 | 2003-06-24 | Pentax Corporation | Electronic camera with movable optical element |
| JP2004219439A (ja) * | 2003-01-09 | 2004-08-05 | Nikon Corp | カメラ |
| JP2005148379A (ja) * | 2003-11-14 | 2005-06-09 | Nikon Corp | 光学素子および撮像装置 |
| US7057642B2 (en) | 2000-06-15 | 2006-06-06 | Pentax Corporation | Electronic camera with device for eliminating static electric charges from optical element |
| US7609315B2 (en) | 2000-12-28 | 2009-10-27 | Olympus Corporation | Vibrating dust removal camera |
-
1998
- 1998-04-09 JP JP9742398A patent/JPH11243187A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001244447A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | 固体撮像装置及びデジタルカメラ |
| JP4545267B2 (ja) * | 2000-02-29 | 2010-09-15 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像装置及びデジタルカメラ |
| US7057642B2 (en) | 2000-06-15 | 2006-06-06 | Pentax Corporation | Electronic camera with device for eliminating static electric charges from optical element |
| US6583819B2 (en) | 2000-06-19 | 2003-06-24 | Pentax Corporation | Electronic camera with movable optical element |
| US7609315B2 (en) | 2000-12-28 | 2009-10-27 | Olympus Corporation | Vibrating dust removal camera |
| US7724299B2 (en) | 2000-12-28 | 2010-05-25 | Olympus Corporation | Dust removal camera |
| JP2004219439A (ja) * | 2003-01-09 | 2004-08-05 | Nikon Corp | カメラ |
| JP2005148379A (ja) * | 2003-11-14 | 2005-06-09 | Nikon Corp | 光学素子および撮像装置 |
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