JPH1197659A - 撮像素子ユニット - Google Patents

撮像素子ユニット

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Publication number
JPH1197659A
JPH1197659A JP9273351A JP27335197A JPH1197659A JP H1197659 A JPH1197659 A JP H1197659A JP 9273351 A JP9273351 A JP 9273351A JP 27335197 A JP27335197 A JP 27335197A JP H1197659 A JPH1197659 A JP H1197659A
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JP
Japan
Prior art keywords
light
solid
imaging device
state imaging
unit
Prior art date
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Abandoned
Application number
JP9273351A
Other languages
English (en)
Inventor
Taizo Takahashi
泰蔵 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP9273351A priority Critical patent/JPH1197659A/ja
Publication of JPH1197659A publication Critical patent/JPH1197659A/ja
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体撮像素子の周辺側での光の入射効率の低
下を防ぎ、固体撮像素子の入射面にほぼ均一に光を入射
させることができるようにする。 【解決手段】 ユニットケース13と、このユニットケ
ース13内に設けられた固体撮像素子14と、この固体
撮像素子14の光入射側におけるユニットケース13に
設けられた保護ガラス15とを備え、この保護ガラス1
5に結像作用を有しないアフォーカル系のレンズ機能を
もたせた。したがって、被写体からの光が光軸Oに対し
広がりをもって保護ガラス15に入射する際、この保護
ガラス15によって、広がりをもった光を光軸Oにほぼ
平行な光にして出射することができ、これにより固体撮
像素子14の周辺側でも光がほぼ垂直に入射することに
なり、このため固体撮像素子14の周辺側での光の入射
効率が低下するのを防ぐことができ、固体撮像素子14
の入射面にほぼ均一に光を入射させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子カメラやビ
デオカメラなどの撮影装置の撮像部分に用いられる撮影
素子ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】電子カメラなどの撮影装置においては、
撮像レンズで被写体の画像を撮像部分である撮像素子ユ
ニットに結像させ、この結像された画像を撮像素子ユニ
ットの固体撮像素子で電気信号に変換し、その出力信号
を被写体の画像として形成している。このような撮影装
置の撮像素子ユニットは、従来、ユニットケース内に固
体撮像素子を設け、ユニットケースの光入射側に平行平
面板状の保護ガラスを設け、この保護ガラスによって塵
埃などの異物がユニットケース内に侵入するのを防ぎ、
異物によって固体撮像素子が悪影響を受けないように構
成されている。
【0003】この撮像素子ユニットでは、被写体の画像
が撮像レンズによって保護ガラスを介して固体撮像素子
に結像される際、図4に示すように、光線が光軸Oから
広がるように保護ガラス1に照射され、この照射された
光線が平行平面板状の保護ガラス1によって若干光軸O
側に向けて屈折された後、保護ガラス1から出射する
際、保護ガラス1に入射する光線と平行な光線として出
射されることになり、このため光線が広がりながら固体
撮像素子2に入射することになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような撮像素子ユ
ニットでは、撮像レンズによって光線が光軸Oから広が
るように保護ガラス1を介して固体撮像素子2に照射さ
れる際、保護ガラス1によって光線が若干光軸O側に向
けて屈折されるが、保護ガラス1から出射した光線は光
軸Oから周方向に広がるため、固体撮像素子2の中心か
ら周辺側に向かうに従って光線の傾きが次第に大きくな
り、このため固体撮像素子2の中心部に比べて周辺側で
の光の入射効率が低下し、固体撮像素子2の入射面にほ
ぼ均一に光を入射させることができないという問題があ
った。
【0005】この発明の課題は、固体撮像素子の周辺側
での光の入射効率の低下を防ぎ、固体撮像素子の入射面
にほぼ均一に光を入射させることができるようにするこ
とである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、ユニットケ
ースと、このユニットケース内に設けられて被写体から
の画像光を受光して電気信号に変換する固体撮像素子
と、この固体撮像素子の光入射側におけるユニットケー
スに設けられた保護ガラスとを備えた撮像素子ユニット
において、保護ガラスに結像作用を有しないアフォーカ
ル系のレンズ機能をもたせたことを特徴とする。したが
って、この発明によれば、被写体からの画像光が光軸に
対し広がりをもって入射する際、結像作用を有しないア
フォーカル系のレンズ機能をもつ保護ガラスによって、
広がりをもった光を光軸にほぼ平行な光にすることがで
き、これにより固体撮像素子の周辺側でも光がほぼ垂直
に入射することになり、このため固体撮像素子の周辺側
での光の入射効率の低下を防ぎ、固体撮像素子の入射面
にほぼ均一に光を入射させることができる。
【0007】この場合、請求項2に記載のごとく、保護
ガラスは光学プラスチック材料からなり、この保護ガラ
スにはノンパワーの非球面レンズ部が一体に形成されて
いることが望ましい。また、請求項3に記載のごとく、
ユニットケース内における固体撮像素子と保護ガラスと
の間に、固体撮像素子の各受光画素にそれぞれ対応する
多数のマイクロレンズを有するレンズ部が配置されてい
れば、保護ガラスから出射した光軸にほぼ平行な光がレ
ンズ部の各マイクロレンズに入射し、この入射した光を
各マイクロレンズによって固体撮像素子の各受光画素に
それぞれ集光させることができるので、より一層光の入
射効率が向上し、光の利用効率を高めることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図1〜図3を参照して、こ
の発明の撮像素子ユニットを撮影装置に適用した一実施
形態について説明する。図1は撮影装置の概略構成図で
ある。この撮影装置は、被写体側から順に、撮影レンズ
10、水晶フィルタ11、および撮像素子ユニット12
を光軸O上に配置した構成になっている。撮影レンズ1
0は、被写体の画像を撮像素子ユニット12に結像させ
るものであり、複数のレンズから構成されている。撮像
素子ユニット12は、ユニットケース13内に固体撮像
素子14が設けられ、この固体撮像素子14の光入射側
におけるユニットケース13の前面に保護ガラス15が
設けられ、この保護ガラス15によってユニットケース
13内が密閉された構成になっている。
【0009】固体撮像素子14は、被写体からの光を受
光して電気信号に変換し、画像データとして出力するも
のであり、図3に示すように、受光画素14aが縦横に
配列され、これら各受光画素14aで得られた電荷をC
CDなどの電荷転送部(図示せず)で転送するように構
成されている。すなわち、この固体撮像素子14は、半
導体層16中に受光画素14aに相当する画素領域がド
ットマトリックス状に形成され、この受光画素14aの
中央部分を除く受光画素14aの周縁部上および半導体
層16上にポリシリコンからなる電極部17が形成され
ているとともに、この電極部17を覆って酸化シリコン
からなる絶縁膜18が形成され、この絶縁膜18上にア
ルミニウムからなる遮光膜19が形成され、この遮光膜
19および受光画素14aの上面に酸化シリコンからな
る透明な絶縁膜20が形成された構成になっている。そ
して、この固体撮像素子14の光入射面には、多数のマ
イクロレンズ21aを有するレンズ部21が一体に形成
されている。すなわち、このレンズ部21は、固体撮像
素子14の透明な絶縁膜21に、各マイクロレンズ21
aが各受光画素14aに対応して一体に形成され、これ
ら各マイクロレンズ21aによって光を各受光画素14
aにそれぞれ集光させるように構成されている。
【0010】また、保護ガラス15は、ユニットケース
13内のレンズ部21および固体撮像素子14を保護す
る役目のほかに、結像作用を有しないアフォーカル系の
レンズ機能をも有するものであり、無機ガラスからな
り、平板状のガラス板15aの入射面にレンズ部15b
を一体に形成した構成になっている。このレンズ部15
bは、パワーのない非球面レンズであり、撮影レンズ1
0によって被写体からの光が固定撮像素子14に結像さ
れる際、図2に示すように、光軸Oに対し広がりをもっ
て入射する光線を光軸Oにほぼ平行な光線にするように
構成されている。なお、水晶フィルタ11は、水晶の複
屈折によって光線を2つに分光するものであり、分光さ
れた2つの光線をそれぞれ固体撮像素子14の各受光画
素14aに入射させることにより、画像の色データが得
られるように構成されている。
【0011】このような撮影装置では、被写体の画像が
撮像レンズ10によって水晶フィルタ11を介して撮像
素子ユニット12の固体撮像素子14に結像される際、
図2に示すように、光線が光軸Oから広がるように水晶
フィルタ11を介して保護ガラス1に入射し、この入射
した光線が保護ガラス15のレンズ部15bによって光
軸Oにほぼ平行な光線となり、固体撮像素子14のレン
ズ部21に入射し、このレンズ部21の各マイクロレン
ズ21aによって図3に示すように固体撮像素子14の
各受光画素14aにそれぞれ集光される。
【0012】このように、この撮像素子ユニット12で
は、被写体からの光が光軸Oに対し広がりをもって保護
ガラス15に入射する際、この保護ガラス15のレンズ
部15bによって、広がりをもった光を図2に示すよう
に光軸Oにほぼ平行な光にすることができ、これにより
固体撮像素子14の周辺側でも光がほぼ垂直に入射する
ことになり、このため固体撮像素子14の周辺側での光
の入射効率が低下するのを防ぐことができ、固体撮像素
子14の入射面にほぼ均一に光を入射させることができ
る。
【0013】また、この撮像素子ユニット12では、固
体撮像素子14の入射面にマイクロレンズ21aを有す
るレンズ部21が設けられているので、このレンズ部2
1の各マイクロレンズ21aによって、図3に示すよう
に、保護ガラス15から出射された光軸Oに平行な光を
固体撮像素子14の各受光画素14aにそれぞれ集光さ
せることができ、このため光の入射効率をより一層高め
ることができ、光の利用効率を向上させることができ
る。この場合、レンズ部21は固体撮像素子14の透明
な絶縁膜20に一体に形成されているので、固体撮像素
子14の各受光画素14aに各マイクロレンズ21aを
正確に位置合わせすることができ、精度の高いものを得
ることができる。
【0014】なお、上記実施形態では、保護ガラス15
として、無機ガラスを用いた場合について述べたが、こ
れに限らず、アクリル(PMMA)やポリカーボネイト
(PC)などの光学プラスチックを用いても良い。この
場合には、保護ガラス15のレンズ部15bが非球面で
あっても、容易に成形することができる。また、保護ガ
ラス15のレンズ部15bは必ずしも非球面である必要
はなく、球面であっても良い。また、上記レンズ部15
bは、被写体側に凸面を向けた平凸レンズであるが、こ
れに限らず、固体撮像素子14側に凸面を向けた平凸レ
ンズであっても良く、また被写体側または固体撮像素子
14側の何れかに凸面を向けたメニスカス凸レンズであ
っても良い。
【0015】さらに、上記実施形態では、固体撮像素子
14の入射面にマイクロレンズ21aを有するレンズ部
21を一体に形成したが、これに限らず、マイクロレン
ズ21aを有するレンズ部をシート状に形成し、このレ
ンズ部を固体撮像素子14の入射面に密着させて設けて
も良く、またこのシート状のレンズ部を保護ガラス15
の光出射面に設けても良く、要は、固体撮像素子14の
光入射面と保護ガラス15の光出射面との間に設けられ
ていれば良い。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ユニットケースと、このユニットケース内に設けら
れて被写体からの画像光を受光して電気信号に変換する
固体撮像素子と、この固体撮像素子の光入射側における
ユニットケースに設けられた保護ガラスとを備えた撮像
素子ユニットにおいて、保護ガラスに結像作用を有しな
いアフォーカル系のレンズ機能をもたせたので、被写体
からの画像光が光軸に対し広がりをもって入射する際、
結像作用を有しないアフォーカル系のレンズ機能をもつ
保護ガラスによって、広がりをもった光を光軸にほぼ平
行な光にすることができ、これにより固体撮像素子の周
辺側でも光がほぼ垂直に入射することになり、このため
固体撮像素子の周辺側での光の入射効率の低下を防ぎ、
固体撮像素子の入射面にほぼ均一に光を入射させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の撮像素子ユニットを適用した撮影装
置の一実施形態を示した一部破断した概略構成図。
【図2】図1の撮像素子ユニットの光路状態を示した要
部の拡大図。
【図3】図2の固体撮像素子の要部の拡大断面図。
【図4】従来の撮像素子ユニットの光路状態を示した要
部の拡大図。
【符号の説明】
12 撮像素子ユニット 13 ユニットケース 14 固体撮像素子 14a 受光画素 15 保護ガラス 15b レンズ部 21 レンズ部 21a マイクロレンズ O 光軸

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ユニットケースと、このユニットケース内
    に設けられて被写体からの画像光を受光して電気信号に
    変換する固体撮像素子と、この固体撮像素子の光入射側
    における前記ユニットケースに設けられた保護ガラスと
    を備えた撮像素子ユニットにおいて、 前記保護ガラスに結像作用を有しないアフォーカル系の
    レンズ機能をもたせたことを特徴とする撮像素子ユニッ
    ト。
  2. 【請求項2】前記保護ガラスには、ノンパワーの非球面
    レンズ部が一体に形成されていることを特徴とする請求
    項1記載の撮像素子ユニット。
  3. 【請求項3】前記ユニットケース内における前記固体撮
    像素子と前記保護ガラスとの間には、前記固体撮像素子
    の各受光画素にそれぞれ対応する多数のマイクロレンズ
    を有するレンズ部が配置されていることを特徴とする請
    求項1または2記載の撮像素子ユニット。
JP9273351A 1997-09-22 1997-09-22 撮像素子ユニット Abandoned JPH1197659A (ja)

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JP9273351A JPH1197659A (ja) 1997-09-22 1997-09-22 撮像素子ユニット

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011049275A (ja) * 2009-08-26 2011-03-10 Asahi Glass Co Ltd 固体撮像素子パッケージ用窓材並びに撮像装置
JP2023165232A (ja) * 2022-05-02 2023-11-15 維沃移動通信有限公司 固体撮像素子及び電子機器

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